將基于8051的微控制器連接到SCI端口

本應(yīng)用筆記介紹如何配置高速微控制器或超高速閃存微控制器的UART，以便與支持SCI的設(shè)備通信。它首先簡(jiǎn)要討論了SCI和UART模塊之間的差異，并以一個(gè)實(shí)際示例結(jié)束，說(shuō)明如何配置基于8051的達(dá)拉斯半導(dǎo)體微控制器UART以與SCI模塊通信。

介紹

串行通信接口 （SCI） 是一種高速串行 I/O 端口，允許設(shè)備之間的同步或異步通信。它允許微控制器連接到各種類似功能的外設(shè)，以及標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口。SCI 的確切實(shí)現(xiàn)因設(shè)備制造商而異;許多器件都支持異步模式下的全雙工通信、奇偶校驗(yàn)、錯(cuò)誤檢測(cè)以及 <> 到 <> 位的可編程字符長(zhǎng)度等功能。

所有基于 8051 的達(dá)拉斯半導(dǎo)體微控制器都能夠與支持 SCI 的設(shè)備進(jìn)行通信，即使 SCI 功能未明確列在微控制器的功能列表中。我們所有的微控制器都包含一到三個(gè)8051型UART，可以配置為在大多數(shù)常見(jiàn)的SCI模式下運(yùn)行。

本應(yīng)用筆記介紹如何配置高速微控制器或超高速閃存微控制器的UART，以便與支持SCI的器件通信。它首先簡(jiǎn)要討論了SCI和UART模塊之間的差異，并以一個(gè)實(shí)際示例結(jié)束，說(shuō)明如何配置基于8051的達(dá)拉斯半導(dǎo)體微控制器UART以與SCI模塊通信。提供了一個(gè)代碼示例，演示如何初始化微控制器并執(zhí)行簡(jiǎn)單的測(cè)試以確保設(shè)備正確通信。

SCI的特點(diǎn)

如上所述，SCI是一種高速串行接口。它與基于達(dá)拉斯半導(dǎo)體8051的微控制器上的8051式UART有許多相似之處。以下是 UART 中的 SCI 功能及其對(duì)應(yīng)項(xiàng)的列表。用戶應(yīng)注意，并非所有 SCI 模塊都支持列出的所有功能，因此用戶應(yīng)仔細(xì)閱讀支持 SCI 的器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)，以了解其使用方式。

例

大多數(shù) SCI 模塊都支持異步通信格式，其中許多是獨(dú)占的。此處的示例演示如何將基于 Dallas Semiconductor 8051 的微控制器配置為與支持 SCI 的設(shè)備進(jìn)行異步通信。在這種情況下，我們將微控制器配置為與配置了以下特征的目標(biāo) SCI 通信：

10位異步模式;1 個(gè)啟動(dòng)，8 個(gè)數(shù)據(jù)，1 個(gè)停止位

波特率：19200 bps

為了與此設(shè)備通信，我們將做出以下決定來(lái)設(shè)置達(dá)拉斯半導(dǎo)體微控制器：

使用串行端口 0 進(jìn)行通信

外部時(shí)鐘源為 22.1184MHz

串口將配置為10位異步模式;1 個(gè)啟動(dòng)，8 個(gè)數(shù)據(jù)，1 個(gè)停止位（這是串口模式 1。

波特率發(fā)生器時(shí)鐘源將是自動(dòng)重新加載模式下的定時(shí)器1（定時(shí)器模式2）。

由于所有基于 Dallas Semiconductor 8051 的微控制器定時(shí)器默認(rèn)為原始的 12 分頻工作模式，因此此示例的優(yōu)點(diǎn)是適用于所有達(dá)拉斯半導(dǎo)體器件，無(wú)論內(nèi)核的時(shí)鐘除數(shù)如何。這是因?yàn)镈S5000FP （被12分頻）、DS80C320 （被四分頻）和DS89C450 （被1分頻）都使用相同的串行端口時(shí)序，如果未選擇定時(shí)器的更高速度選項(xiàng)。 有關(guān)UART操作的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱相應(yīng)用戶指南的串行I/O部分。

由于SCI決定了數(shù)據(jù)的格式，因此接下來(lái)必須將達(dá)拉斯半導(dǎo)體微控制器初始化為正確的波特率。8位自動(dòng)重載模式（定時(shí)器模式2）通過(guò)由外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)的用戶可選定時(shí)器溢出產(chǎn)生波特率。這為設(shè)計(jì)增加了相當(dāng)大的靈活性并簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)，因?yàn)椴ㄌ芈士梢栽谲浖休p松選擇，允許來(lái)自同一時(shí)鐘源的多個(gè)波特率。確定波特率的公式如下所示：

其中osc_frequency是外部時(shí)鐘源的頻率，單位為MHz，TH1是放置在定時(shí)器8 MSB SFR中的1位重載值，SMOD_0（PCON.7）是串行端口0倍增器使能位?；蛘?，如果波特率和振蕩器頻率已知，則可以使用以下公式求解8位重載數(shù)TH1的值：

假設(shè)外部時(shí)鐘源為22.1184MHz，TH1值為FDh將產(chǎn)生19200的目標(biāo)波特率，并清除倍頻位。有關(guān)波特率選擇的更多信息，請(qǐng)參閱相應(yīng)用戶指南的串行 I/O 部分。

以下簡(jiǎn)短的匯編代碼示例演示如何初始化串行端口 0 以與配置為 10 位異步模式的 SCI 模塊通信，速率為 19200 bps。成功操作后，它將回顯任何收到的字符?？梢暂p松刪除此功能，使其成為任何用戶所需的 SCI 通信應(yīng)用程序的通用 shell。

;SCI emulation example
; Simple transmit test to demonstrate how to configure 8051 UART to
; emulate an SCI module. Test code embedded in this example echoes back
; received characters.

org 0h            ;Reset vector.
ljmp start

org 23h           ;Serial port 0 vector.
ljmp SP0_ISR


org 100h          ;Start of code.
start:            ;Initialize Serial Port 0 for mode 1, 19200 baud
MOV TMOD,  #020h  ;Set timer 1 for mode 2 (8-bit auto reload)
MOV SCON0, #050h  ;SP0  10-bit asynchronous mode with receive enabled

;Now select the reload value based on baud rate and xtal frequency.
MOV TH1,   #0FDh ;19200 baud at 22.11 MHz
;MOV TH1,   #0FDh ;9600 baud at 11.059 MHz
;MOV TH1,   #0FAh ;9600 baud at 22.11  MHz

SETB TR1          ;Serial port is initialized, now start timer

;Enable Interrupts
MOV IE, #90h      ;This example supports interrupt-driven communications, so
                  ; enable global and serial port 0 interrupts.


;Test code in receive interrupt routine echoes back any received characters
; when combined with the loop here.
loop: sjmp loop


SP0_ISR:          ;Serial port 0 Interrupt Service Routine
jb  RI0, RIO_INT  ;Determine if receiver/transmitter was cause of interrupt.

TIO_INT:          ;Interrupt was caused by transmission.
;
;                  Placeholder for transmitter routine
;
CLR TI0
RETI

RIO_INT:          ;Interrupt was caused by reception
;
;                  Placeholder for receiver routine
;

MOV A, SBUF0      ;Test code that echoes back received character
MOV SBUF0, A      ; Remove for real code.

CLR RI0
RETI

總結(jié)

達(dá)拉斯半導(dǎo)體基于8051的微控制器中的UART可以很容易地配置為與許多設(shè)備中的SCI模塊接口。這種流行的串行接口可以在多種模式下工作，但最常見(jiàn)的是RS-10通信中使用的11/232位異步模式。允許達(dá)拉斯半導(dǎo)體微控制器連接到SCI模塊可提高整體系統(tǒng)的靈活性，因?yàn)樗鼈兛梢赃B接到更廣泛的嵌入式系統(tǒng)。

雖然此示例側(cè)重于異步工作模式，但達(dá)拉斯半導(dǎo)體微控制器也可以配置為與在同步模式下運(yùn)行的 SCI 接口。SCI 模塊與 8051 UART 的相似性使得該接口能夠以最小的努力完成。有關(guān)同步模式（串行端口模式 0）的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱相應(yīng)用戶指南的串行 I/O 部分。

審核編輯：郭婷