Лабораторна робота № 2
з курсу „Проектування контролерів периферійних пристроїв”
Тема: Ознайомлення з універсальним асинхронним приймачем/передавачем (UART)
Мета: Ознайомлення з режимами роботи Універсального асинхронного приймача/передавача (UART) в мікроконтролера АТ89С51 та його можливостями по зв'язку з персональним комп'ютером.
Короткі теоретичні відомості
Для передачі та прийому даних в послідовному форматі мікроконтролери MCS51 використовують контролер універсального асинхронного приймача/передавача (UART) – послідовний інтерфейс. Він може працювати в чотирьох наступних режимах:
Режим 0. В цьому режимі дані передаються та приймаються через RXD. Приймаються або передаються 8 біт даних. Через вивід ТXD передаються імпульси синхронізації. Частота обміну складає 1/12 частоти кварцового резонатора.
Режим 1. В цьому режимі дані передаються через TXD, а приймаються RXD 10 біт інформації: старт-біт (0), 8 біт даних і стоп-біт (1) Частота обміну — змінна і задається частотою переповнень таймера Т1.
Режим 2. В цьому режимі дані передаються через TXD, а приймаються RXD 11 біт інформації: старт-біт, 8 біт даних, програмований дев'ятий біт і стоп-біт. При передачі дев'ятий біт даних може приймати значення 0 або 1, або, наприклад, для підвищення достовірності передачі шляхом контролю парності в нього може бути поміщено значення признака парності з слова стану програми (PSW.O). Частота обміну задаэться програмно та може складати 1/32, або 1/64 частоти кварцового резонатора залежно від значення біту SMOD/
Режим 3. В цьому режимі дані передаються через TXD, а приймаються RXD 11 біт інформації: старт-біт, 8 біт даних, програмований дев'ятий біт і стоп-біт. Частота обміну — змінна і задається частотою переповнень таймера Т1.
Для управління режимом роботи послідовного інтерфейсу використовується регістр спеціальних функцій SCON:
Для передачі байту необхідно його записати в регістр даних послідовного інтерфейсу – SBUF. Це ініціює передачу в послідовному форматі, при чому першим, серед бітів даних, передається молодший значущий біт, а останнім – старший. Після завершення передачі останнього біту встановлюється біт ТІ, який є запитом на переривання. Після прийому байту він записується також в регістр даних послідовного інтерфейсу – SBUF та встановлюється біт RІ, який також є запитом на переривання. Вектор обробки переривання від послідовного інтерфейсу повинен знаходитися по адресу 23Н. Біти RI та ТІ повинні скидатися в функції обробки переривання.
Для зв'язку мікроконтролерів типу MCS51 з ПК в послідовному форматі може використовуються контролер універсального асинхронного приймача/передавача (UART) мікроконтролера підключений до послідовного комунікаційного порту – Ком-порту, ПК. Синхронізація зв’язку відбудеться у випадку, якщо різниця в швидкості обміну мікроконтролера та ПК призведе до того, що час передачі одного кадру повідомлення (стартовий біт, біти даних та стопові біти) буде відрізнятися від часу прийому цього кадру на величину меншу ніж половина часу передачі одного біту, тобто коли фактичні частоти передавача та приймача відрізняються на величину меншу ніж 4,5%. Також не слід забувати, що напруги логічних рівнів ком-порту та мікроконтролера – не співпадають, тому необхідно використовувати додаткові схеми узгодження рівнів – драйвери. Наприклад типу ST232.
Для задання швидкості обміну мікроконтролера, як правило, використовується , „перший” або „третій” режими роботи контролера універсального асинхронного приймача/передавача.
В цих режимах частота прийому та передачі задається частотою переповнень таймера Т1 або Т2. При чому, якщо використовується режим роботи таймера „автоперезавантаження” мікроконтролер може не реагувати на переповнення таймера і заборонити переривання від нього.
Після завершення передачі одного байту даних по послідовному інтерфейсу встановлюється прапорець ТІ. Після прийому – RI. Ці прапорці викликають переривання процесора (при умові, що воно дозволене) та перехід на вектор обробки перерив...
