SCON串行使用波特率计算和设置

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-05-14 07:54 538阅读 0赞

1. 工作模式     SCON　串行口控制寄存器　
        通常在芯片或设备中为了监视或控制接口状态，都会引用到接口控制寄存器。SCON就是51芯片的串行口控制寄存器。
        它的寻址地址是98H，是一个可以位寻址的寄存器，作用就是监视和控制51芯片串行口的工作状态。51芯片的串口
        可以工作在几个不同的工作模式下。
        具体定义如下：
        SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 
        SM0、SM1为串行口工作模式设置位，这样两位可以对应进行四种模式的设置。看表8－2串行口工作模式设置。
        SM0 SM1        模　式           功　能               波特率      0 0              0             同步移位寄存器       fosc/12      0 1              1             8位UART              可变      1 0              2             9位UART              fosc/32或fosc/64      1 1              3             9位UART              可变 
        在这里只说明最常用的模式1，其它的模式也就一一略过，有兴趣的朋友可以找相关的硬件资料查看。
        表中的fosc代表振荡器的频率，也就是晶振的频率。     UART为(Universal Asynchronous Receiver）的英文缩写。     2. 定义详解        SM2:模式2、模式3中为多处理机通信使能位。在模式0中要求该位为0。    
        REM:允许串口接收位，置1允许接收，置0禁止接收。REM由软件置位或清零。
            如果在一个电路中接收和发送引脚P3.0,P3.1都和上位机相连，在软件上有串口中断处理程序，当要求在处理某个子
            程序时不允许串口被上位机来的控制字符产生中断，那么可以在这个子程序的开始处加入REM=0来禁止接收，在子程
            序结束处加入REM=1再次打开串口接收。       TB8:发送数据位8，在模式2和3是要发送的第9位。该位可用软件根据需要置位或清除，通常这位在通信协议中做奇偶位，          在多处理机通信中这一位则用于表示是地址帧还是数据帧。
        RB8：接收数据位8，在模式2和3是已接收数据的第9位。该位可以是奇偶效验位，地址/数据标识位。在模式0中，         RB8为保留位没有被使用。在模式1中，当SM2=0，RB8是已接收数据的停止位。    
         TI: 发送中断标识位。在模式0，发送完第8位数据时，由硬件置位。其它模式中则是在发送停止位之初，由硬件置位。TI
            置位0，申请中断，CPU响应中断后在软件置位0发送一帧数据。任何模式TI必须软件置0，也就是说在数据写入到SBUF后，         硬件发送数据，中断响应（如中断打开），这时TI=1，表明发送已完成，TI不会由硬件清除，所以这时必须用软件对其清零。    
         RI: 接收中断标识位。在模式0，接收第8位结束时，由硬件置位。其它模式中则是在接收停止位的半中间，由硬件置位。
            RI=1，申请中断，要求CPU取走数据。但在模式1中，SM2=1时，当未收到有效的停止位，则不会对RI置位。同样RI         也必须要靠软件清除。常用的串口模式1是传输10个位的，1位起始位为0,8位数据位，低位在先，1位停止位为1。它         的波特率是可变的，其速率是取决于定时器1或定时器2的定时值（溢出速率）。AT89C51和AT89C2051等51系列芯         片只有两个定时器，定时器0和定时器1，而定时器2是89C52系列芯片才有的。  3. 波特率设定    
        波特率在使用串口做通讯时，一个很重要的参数就是波特率，只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。     波特率:是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。     有一些初学的朋友认为波特率是指每秒传输的字节数，如标准9600会被误认为每秒种可以传送9600个字节，而实际上它是     指每秒可以传送9600个二进位，而一个字节要8个二进位，如用串口模式1来传输那么加上起始位和停止位，每个数据字节就     要占用10个二进位，9600波特率用模式1传输时，每秒传输的字节数是:         9600÷10＝960字节。     51芯片的串口工作模式:     模式0:波特率是固定的，为fosc/12，以一个12M的晶振来计算，那么它的波特率可以达到1M。     模式2:波特率是固定在fosc/64或fosc/32，具体用那一种就取决于PCON寄存器中的SMOD位，如SMOD为0，波特
        率为focs/64,SMOD为1，波特率为focs/32。     模式1:     模式3:波特率是可变的，取决于定时器1或2（52芯片）的溢出速率。那么我们怎么去计算这两个模式的波特率设置     时相关的寄存器的值呢？可以用以下的公式去计算:
            波特率＝（2SMOD÷32）×定时器1溢出速率    
            上式中如设置了PCON寄存器中的SMOD位为1时就可以把波特率提升2倍。通常会使用定时器1工作在定时器工作模式2下，
        这时定时值中的TL1做为计数，TH1做为自动重装值　，这个定时模式下，定时器溢出后，TH1的值会自动装载到TL1，再次开
        始计数，这样可以不用软件去干预，使得定时更准确。     在这个定时模式2下定时器1溢出速率的计算公式如下：            
            溢出速率＝（计数速率）/(256－TH1)    
            上式中的“计数速率”与所使用的晶体振荡器频率有关，在51芯片中定时器启动后会在每一个机器周期使定时寄存器TH的值
        增加一，一个机器周期等于十二个振荡周期，所以可以得知51芯片的计数速率为晶体振荡器频率的1/12，一个12M的晶振用
        在51芯片上，那么51的计数速率就为1M。通常用11.0592M晶体是为了得到标准的无误差的波特率，那么为何呢？计算一下就
        知道了。如要得到9600的波特率，晶振为11.0592M和12M，定时器1为模式2，SMOD设为1，分别看看那所要求的TH1为何值。
        代入公式： 
            11.0592M   9600＝(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))                     TH1＝250　//看看是不是和上面实例中的使用的数值一样？                     12M        9600＝(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))                     TH1≈249.49   
        上面的计算可以看出使用12M晶体的时候计算出来的TH1不为整数，而TH1的值只能取整数，这样它就会有一定的误差存在不能
        产生精确的9600波特率。当然一定的误差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M的晶体振荡器也会因晶体本身所存在的
        误差使波特率产生误差，但晶体本身的误差对波特率的影响是十分之小的，可以忽略不计