CHƯƠNG v HOẠT ĐỘNG PORT nối TIẾP (kỹ thuật vi xử lý)

Tài liệu tham khảo Kỹ thuật Vi xử lý GVHD: Trần Hoài Tâm CHƯƠNG V: HOẠT ĐỘNG PORT NỐI TIẾP MỞ ĐẦU: Chức port nối tiếp thực việc chuyển đổi liệu song song thành nối tiếp phát chuyển đổi liệu nối tiếp thành song song thu Các mạch phần cứng bên truy xuất port nối tiếp thông qua chân TxD (phát liệu) RxD (thu liệu), chân đa hợp với hai chân port 3: P3.1 (TxD) P3.0 (RxD) Đặc trưng port nối tiếp hoạt động song công (full duplex), nghĩa có khả thu phát đồng thời Ngoài port nối tiếp có đặc trưng khác, việc đệm liệu thu port cho phép ký tự nhận lưu trữ đệm thu ký tự nhận vào Nếu CPU đọc ký tự thứ trước ký tự thứ hai nhận đầy đủ, liệu không bị Phần mềm sử dụng hai ghi chức đặc biệt SBUF SCON để truy xuất port nối tiếp Bộ đệm port nối tiếp SBUF có địa byte 99H, thực tế bao gồm hai đệm Việc ghi lên SBUF nạp liệu để phát việc đọc SBUF truy xuất liệu nhận Điều có nghĩa ta có hai ghi riêng rẽ phân biệt: ghi phát (chỉ ghi) ghi thu (chỉ đọc) hay đệm thu Thanh ghi điều khiển port nối tiếp SCON có địa byte 98H ghi định địa bit, ghi có bit trạng thái bit điều khiển Các bit điều khiển thiết lập chế độ hoạt động cho port nối tiếp bit trạng thái kết thúc việc thu phát ký tự Các bit trạng thái kiểm tra phần mềm lập trình để tạo ngắt Tần số hoạt động port nối tiếp hay gọi tốc độ baud (baud rate) cố định thay đổi Khi tốc độ baud thay đổi sử dụng, định thời sử dụng để cung cấp xung clock tốc độ baud Trên chip 8052 định thời lập trình để cung cấp xung clock tốc độ baud THANH GHI ĐIỀU KHIỂN PORT NỐI TIẾP (SCON): Chế độ hoạt động port nối tiếp thiết lập cách tác động lên ghi chế độ SCON port nối tiếp địa byte 99H Bảng 5.1 Thanh ghi điều khiển port nối tiếp SCON Bit Ký hiệu Địa SCON.7 SM0 9FH Mô tả Bit chọn chế độ port nối tiếp 33 Tài liệu tham khảo Kỹ thuật Vi xử lý GVHD: Trần Hoài Tâm SCON.6 SM1 9EH Bit chọn chế độ port nối tiếp SCON.5 SM2 9DH Bit chọn chế độ port nối tiếp Bit cho phép truyền thông đa xử lý SCON.4 REN 9CH Cho phép thu, bit phải set để nhận ký tự SCON.3 TB8 9BH Bit phát 8, bit thứ phát chế độ 3, set xoá phần mềm SCON.2 RB8 9AH Bit thu 8, bit thứ nhận đựơc SCON.1 TI 99H Cờ ngắt phát, cờ set kết thúc việc phát ký tự, xoá phần mềm SCON.0 RI 98H Cờ ngắt thu, cờ set kết thúc việc thu ký tự, xoá phần mềm Port nối tiếp 8051 có chế độ hoạt động, chế độ chọn cách tác động lên bit SM0, SM1 ghi SCON Ba số chế độ hoạt động cho phép truyền không đồng (asynchronous) ký tự thu phát với bit start bit stop tạo thành khung (frame) Bảng 5.2 Các chế độ hoạt động port nối tiếp SM0 SM1 Chế độ Mô tả Tốc độ baud 0 Thanh ghi dịch Cố định (tần số dao động/12) 1 UART bit Thay đổi (thiết lập định thời) UART bit Cố định (tần số dao động /12, /64) 1 UART bit Thay đổi (thiết lập định thời) UART bit có tốc độ baud thay đổi (chế độ 1): Trong chế độ port nối tiếp hoạt động thu phát không đồng (universal asynchronous receiver transmitter) có tốc độ baud thay đổi UART thu phát liệu nối tiếp với ký tự liệu đứng trước bit start (logic 0) đứng sau bit stop (logic 1) Thỉnh thoảng bit chẵn lẻ chèn vào bit liệu sau bit stop Hoạt động chủ yếu UART biến đổi liệu phát từ song song thành nối tiếp biến đổi liệu thu từ nối tiếp thành song song Ở chế độ ta có 10 bit thu chân RxD 10 bit dược phát chân TxD cho ký tự liệu, bao gồm bit start (luôn 0), bit liệu (bit LSB trước tiên) bit stop (luôn 1) Khi hoạt động thu, bit stop đưa đến bit RB8 SCON Với 8051 tốc độ baud thiết lập tốc độ tràn (overflow rate) định thời 8052 tốc độ baud 34 Tài liệu tham khảo Kỹ thuật Vi xử lý GVHD: Trần Hoài Tâm thiết lập tốc độ tràn định thời hoặc tổ hợp hai (một cho phát cho thu) Việc phát khởi động cách ghi liệu vào ghi SBUF Thời gian phát bit giá trị nghịch đảo tốc độ baud (1/baud rate), cờ ngắt phát TI set bit stop xuất chân TxD Việc nhận khởi động chuyển trạng thái từ xuống đường RxD (bit start) bit liệu thu nạp vào ghi SBUF KHỞI ĐỘNG VÀ TRUY XUẤT CÁC THANH GHI: Cho phép thu: Bit cho phép thu REN ghi SCON phải set phần mềm phép nhận ký tự Ex: SETB REN MOV SCON, #xxx1xxxxB Các cờ ngắt: Các cờ ngắt thu RI ngắt phát TI ghi SCON đóng vai trò quan trọng việc truyền liệu nối tiếp 8051 Cả hai bit set phần cứng phải xóa phần mềm Cờ RI set kết thúc việc nhận ký tự đệm thu đầy Nếu phần mềm muốn nhận ký tự từ port nối tiếp, phần mềm phải chờ RI set phần mềm xóa RI đọc ký tự từ SBUF Ex: WAIT: JNB RI, WAIT CLR RI MOV A, SBUF Cờ TI set kết thúc việc phát ký tự đệm phát rỗng Nếu phần mềm muốn phát ký tự trước tiên phần mềm phải kiểm tra để biết port nối tiếp sẵn sàng hay chưa Ex: WAIT: JNB TI, WAIT CLR TI MOV SBUF, A TỐC ĐỘ BAUD CỦA PORT NỐI TIẾP: Sử dụng định thời xung clock tốc độ baud: Kỹ thuật thường dùng để tạo xung clock tốc độ baud thiết lập timer hoạt động chế dộ 8bit tự nạp lại (chế độ định thời 2) đặt giá trị nạp thích hợp vào ghi TH1để có tốc 35 Tài liệu tham khảo Kỹ thuật Vi xử lý GVHD: Trần Hoài Tâm độ tràn đúng, từ tạo tốc độ baud Tốc độ baud = (Tốc độ tràn định thời 1)/32 Ex : Nếu tốc độ baud 9600  tốc độ tràn định thới = 9600*32 = 307200 Hz  mạch dao động 11.059 MHz  xung clock định thời = 11.059 M/12 = 921583 Hz  giá trị nạp cho TH1= 921583/307200 = Bảng 5.3 Tốc độ baud port nối tiếp Tốc độ baud Tần số thạch anh Giá trị nạp cho TH1 9600 11.059 MHz -3(FDH) 2400 11.059 MHz -12(F4H) 1200 11.059 MHz -24(E8H) Ex: Viết chuỗi lệnh để khởi động port nối tiếp cho port hoạt động chế độ UART bit với tốc độ baud 9600, sử dụng định thời để cung cấp xung clock tốc độ baud Dao động thạch anh 11.059 MHz MOV SCON, #01010010B MOV TMOD, #001000000B MOV TH1, #(-3) SETB TR1 36 ... liệu tham khảo Kỹ thuật Vi xử lý GVHD: Trần Hoài Tâm SCON.6 SM1 9EH Bit chọn chế độ port nối tiếp SCON.5 SM2 9DH Bit chọn chế độ port nối tiếp Bit cho phép truyền thông đa xử lý SCON.4 REN 9CH... Ex: Vi t chuỗi lệnh để khởi động port nối tiếp cho port hoạt động chế độ UART bit v i tốc độ baud 9600, sử dụng định thời để cung cấp xung clock tốc độ baud Dao động thạch anh 11.059 MHz MOV SCON,... (chế độ 1): Trong chế độ port nối tiếp hoạt động thu phát không đồng (universal asynchronous receiver transmitter) có tốc độ baud thay đổi UART thu phát liệu nối tiếp v i ký tự liệu đứng trước