VI XỬ LÝ Vxl ch03 8051 3 6 cong noi tiep v01

Hiệu đính từ slide của thầy Hồ Trung Mỹ
Bộ mơn Điện tử - DH BK TPHCM

CHƯƠNG 3
HỌ VI ĐiỀU KHIỂN 8051

1


3.6 Cổng nối tiếp
(Serial Port)

2


Các hoạt động cổng nối tiếp của 8051
• Giới thiệu
• Chuẩn EIA(Electronic Industries
Association)-232E hoặc RS232
• Giao tiếp cổng nối tiếp MCS-51/52
• Ứng dụng của chế độ 0
• Ứng dụng của chế độ 1
• Ứng dụng của chế độ 2 & 3
3


Truyền dữ liệu nối tiếp
• Truyền dữ liệu khoảng cách xa
• Tốc độ truyền dữ liệu thấp
• Truyền dữ liệu nối tiếp đồng bộ
– Dùng tín hiệu clock riêng để đồng bộ hóa mạch thu

và phát.
– Thường dùng khung dữ liệu lớn hơn và nhanh hơn.
• Truyền dữ liệu nối tiếp bất đồng bộ
– Khơng cần tín hiệu clock riêng để đồng bộ hoá
chuyển dữ liệu.
– Dựa trên ký tự. Mỗi ký tự được đóng khung bằng
“start bit” và “stop bit”.
– Bên thu cần nhận dạng “start bit” và “stop bit” để
nhận đúng ký tự dữ liệu.
4


Truyền dữ liệu nối tiếp đồng bộ (synchronous)
và bất đồng bộ (asynchronous) với 8051

5


Đường truyền dữ liệu cơ bản
DTE: Data Terminal Equipment
DCE: Data Communications Equipmnent

DTE
Computer or
terminal

Communication link

DCE

DCE

Modem

Modem

DTE
Computer or
terminal

• Người ta có thể sử dụng đường điện thoại công cộng
hoặc dành riêng làm môi trường truyền dữ liệu nối
tiếp bất đồng bộ.
• Modem được dùng để chuyển đổi dữ liệu số thành
dạng sóng analog thích hợp cho việc truyền trên
đường dây điện thoại và ngược lại.
• Có 2 kiểu đường truyền: Điểm đến điểm và Đa điểm.
6


Đường truyền Điểm đến điểm
và Đa điểm
Rx

Tx
StationRx

Station

Tx

Peer

Peer

Master

Slave 1

Slave 2

Slave n

Address 1

Address 2

Address n
7


Cơ bản về các đường truyền
• Hệ thống 2 dây và 4 dây:
– 2 dây: tín hiệu và đất.
– 4 dây: 2 bộ 2 dây.
• Các kiểu đường truyền:
– Đơn công (Simplex link): đường dây dành riêng
cho thu hoặc phát chứ không cả hai.
– Bán song công (Half-duplex link): đường dây có
thể dùng cho phát hoặc thu nhưng mỗi lần chỉ

có 1 chiều.
– Song cơng (Full-duplex link): Phát và thu có thể
tiến hành đồng thời. Đường truyền cần 4 dây. 8


Cơ bản về các đường truyền
Signal pattern for letter “A” (41H)
Start bit
Stop bit
5V
0V

0 1 0 0 0 0 0 1

0 1

Serial port

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
>+3V
<-3V

RS232

mark

space
9

EIA-232-E or RS-232
• EIA-232-E or RS-232 can apply to the
following data communication schemes:
–
–
–
–
–
–

Serial communications
Synchronous and asynchronous
Dedicated leased or private lines
Switched service
Two wire or four wire
Point to point or multipoint

• 4 aspects in EIA-232-E interface:
mechanical, functional, procedural, and
electrical.

10


EIA-232-E Mechanical
Characteristics
• 25-pin DB25 /9-pin DB9 plug connector.

11

DB-9 Signals

12


EIA-232-E Connector and Pin
Assignment
Signal direction

Signal Name

Signal Name

Signal direction

to DCE

Secondary TxD

14 1

protective ground

Both

to DTE

Tx clock

15 2

TxD

to DCE

to DTE

Secondary RxD

16 3

RxD

to DTE

to DTE

Rx clock

17 4

Request To Send

to DCE

unassigned

18 5

Clear To Send

to DTE

to DCE

Secondary Request To Send

19 6

Data Set Ready

to DTE

to DCE

Data Terminal Ready

20 7

Signal ground

Both

to DTE

Signal Quality Detect

21 8

Carrier Detect

to DTE

to DTE

Ring indicator

22 9

Reserved

Data Rate Select

23 10

Reserved

Tx clock

24 11

Unassigned

unassigned

25 12

Secondary Carrier Detect

to DTE

13

Secondary Clear To Send

to DTE

Both
to DCE

13


Functions of EIA-232-E Interchange Circuits
1
2
3
4
5
6
7
8
9,10,11
12
13
14
15
16
17

18
19
20
21
22
23
24
25

BA
BB
CA/CJ
CB
CC
AB
CF
SCF/CI
SCB
SBA
DB
SBB
DD
LL
SCA
CD
RL/CG
CE
CH/CI
DA
TM

Shield
Transmitted data
Received data
Request to send/ready for receiving
Clear to send
DCE
Signal common
Received line signal detector
(Reserved for testing, unassigned)
Secondary received line signal detection/data range selector (DCE source)
Secondary clear to send
Secondary transmitted data
Transmitter signal element timing (DCE source)
Secondary received data
Received signal element timing
Local loopback
Secondary request to send
DTE ready
Remote loopback/signal quality detector
Ring indicator
Data signal rate selector (DTE/DCE source)
Transmitter signal element timing (DTE source)
Test mode
14


EIA-232-E Procedural Characteristics
DTE
X

EIA-232

Signal GND (7)
DTE ready (20)
Request to send(4)
data send (2)
send timing (24)
EOT send (2)
send timing (24)
RTS off (4)

DCE
X
->
<- DCE ready (6)
-> carrier on
<- clear to send (5)
-> data send
->
-> EOT send
->
->
carrier off
-< CTS off (5)
<- carrier detect (8)
<- ACK message (3)
<-receive timing (17)
<- EOT received (3)
<- receive timing (17)

<- carrier off (8)

DCE
Y

EIA-232

DTE
Y

DCE ready (6)
carrier detect (8)

Signal GND (7)
<- DTE ready (20)
->
->

data receive (3)
receive timing (17)
EOT receive (3)
receive timing (17)

->
->
->
->
error check

carrier off (8)

->
<- RTS (4)

carrier on
clear to send (5)
->
modulated ACK MSG <- ACK message (2)
<- send timing (24)
modulate EOT send
<- EOT send (2)
<- send timing (24)
carrier off
<-RTS off (4)
15
CTS off (5)
->


Data Transmission Errors
• Framing error: when a received
character is improperly framed by the
start and stop bits; it is set by the
absence of stop bit.
• Receive overrun: one or more
characters in the data stream were lost.
• Parity error: received character parity
error.
16

Null Modem Connection
When 2 DTEs are very close, no need to use modems to connect them.
Pin

Circuit name

DTE X

DTE Y

22
20
8
6
5
4
3
2
24
17
7

Ring indicator
Data terminal ready
Data carrier detect
Data set ready
Clear to send
Request to send
Receive data

Transmit data
Transmitter timing
Receiver timing
Signal ground

CE
CD
CF
CC
CB
CA
BB
BA
DA
DD
AB

CE
CD
CF
CC
CB
CA
BB
BA
DA
DD
AB

17

Interfacing a μp with 232
• Transmission:
– Convert data from parallel to serial format
– Add start, stop, and optional parity bits to
the serial data.
– Translate the voltage levels to those of the
EIA-232-E standard. (transceiver chip: MAX
232, MC145403, etc.)
• Reception:
– Translate the voltage levels of the incoming
data stream to those used in the μp.
– Detect the start and stop bits.
– Optionally perform parity checking
– Convert serial data into parallel format.

18


Sơ đồ khổi cổng nối tiếp của 8051

Cù
ng

địa

ch
ỉ

19


Các đặc tính của cổng nối tiếp 8051
•
•
•
•

Song cơng (ful-duplex)
Có đệm khi thu (bộ đệm 1 byte)
Có 4 chế độ làm việc (0 - 3)
Lập trình dễ dàng để:
• Chọn tốc độ (cố định (on-chip OSC/12 hoặc OSC/64),
hoặc thay đổi được (T1))
• Chọn chế độ làm việc
• Cho chạy (SCON)

• Dễ sử dụng
• Truyền dữ liệu:
MOV SBUF, A
• Nhận dữ liệu: MOV A, SBUF

20