项目六IC卡智能煤气表

辽宁机电职业技术学院

制作人：王洪庆 白天明

项目内容 ：

近些年来集成电路（ IC）技术和计算机技术的迅猛发展和广泛应用， IC卡产业在中国迅速兴起，对水、电、气、热进行预收费的 IC卡预付费表及计算机管理系统相继研制出来，并投入使用。它综合了串行接口通信技术、存储器扩展、输入输出接口扩展等技术。

能力目标 课题 1、串行口基本知识

课题 2、串行口的应用技术

课题 3、存储器的扩展

课题 4、输入输出接口扩展

课题 5、可编程接口 8255A( 一 )

课题 6、可编程接口 8255A( 二 )

实战演练： 1 ．通过 IC 卡智能煤气表项目，来掌握单片机应用系统总线的组成、存储器的扩展、 I/O 接口的扩展、8255A 芯片的结构、功能、控制字及其与单片机的接口及程序设计方法。

2 ．亲自进行简单 IC卡表硬件的设计、软件的调试，进行线路板的焊接。

3 ．通过该项目的训练，提高学生的实际动手操作能力，养成学生的工程道德观念，建立工程敬业精神和团队合作精神。

课题 1 串行口基本知识

　　课题内容 1. 通信的概念 2. 串行通信的基本方式 3. 串行通信中的几个问题 　 ４ . AT89C51 单片机串行 I/O 接口　　　 5．串行口的工作方式

知识要点 1 ．掌握单片机串行通信的基本概念、波特率以及

数据校验方法。　 ２．掌握串行通信接口以及工作方式。

能力训练： 1. 通过实践，来了解单片机串行通信的基本知识以及工作方式。

技能操作 1 ．上机实践，了解了单片机串行通以及工作方式信的基本知 2 ．能够进行简单 IC卡表硬件的设计、软件的调试。

一、通信的概念

微机与外部的信息交换称为通信。基本的通信方式两种： a ．并行方式，数据的各位同时传送； b ．串行方式，数据一位一位顺序传送。

001001

源 终点 源 终点

并行通信通过并行输入／输出接口进行，数据有多少位就要有同样数量的传送线。并行通信的优点是处理速度快，缺点是传输线多。因此并行传输适用于近距离传输、处理速度快的场合。

串行通信借助于串行输入／输出接口实现，只要一条传输线。故串行通信节省传送线，特别是当位数多和长距离传送时，这个优点就更为突出。

由于串行方式经济实用，现广泛应用于计算机之间通信。比如在计算机集散控制系统中，通用处理机与前沿计算机的连接；计算机中主机与显示器、键盘等外部设备的连接都采用串行通信。

串行通信是用一根传输线按位传送数据，每传送一个数据 (字符 )都要符合一定的格式。根据通信格式，串行通信分为两种基本方式：异步通信和同步通信。

1 ．异步通信 这种方式在传送数据时，用一个起始位表示一个字符的开始，用一个停止位表示字符的结束。由起始位到停止位的所有位构成一个字符的全部信息，称为一帧。每一帧包括以下几部分：

(1) 起始位 它标志传送数据的开始，一般为低电平，占一位。

(2) 数据位 要传送的字符，一般是 7位 (ASCII码 ) ，由低位到高位传送。

(3)奇偶校验位 为了校验串行传送的正确性，一般都设有奇偶校验位，占一位。

二、串行通信的基本方式

(4)停止位 它标志一个字符的传送结束，一般为高电平，占一位、一位半或两位，这里一位对应于一定的发送时间，故有半位。

2 ．同步通信 在异步通信中，每传送一个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了传送时间。为了提高通信速度，可以去掉这些标志，采用同步传送方式。

三、串行通信中的几个问题

1 ．波特率 串行通信的数据是按位进行的，每秒传送的位数称为波特

率，以此来衡量2．传送的速度． （１）波特＝１位／秒 （２）数据传送的方向 单工，半双工，全双工，通常采用半双工

3 ．数据校验方法 采用奇偶校验法，发送时，在每个字符的最高位之后（发送时总是低位在前，高位在后）附加一个校验位，这个校验位可以是 0 或 1 ，所发送的每个字符中“ 1”的个数为奇数称为奇校验，是偶数称为偶校验。

四、 AT89C51 单片机串行 I/O 接口

AT89C51 单片机内部有一个功能很强的全双工串行接口，能方便地构成双机通信，或多机通信系统，也可以再外接移位寄存器扩展为并行 I/O 接口

1 ．串行接口的专用寄存器 串行接口的专用寄存器（ SBUF） 串行接口的控制寄存器（ SCON）

五、串行口的工作方式

AT98C51 的串行口有 4种工作方式——方式 0、方式1、方式 2和方式 3。由串行口控制寄存器 TCON的 SM0、SM1 位设定。

（ 1）方式 0 设定 SM0， SM1 为 00时，串行接口工作于方式 0，

在方式 0 下， RXD（ P3.0）为数据输入 /输出端， TXD（ P3.1 ）为同步脉冲输出端，发送或接收的数据为 8位低位在前，高位在后，方式 0的波特率固定为 fosc/12 ，也就是每一机器周期传送 1位数据，方式 0可外接移位寄存器，将串行接口扩展为并行接口，也可外接同步输入输出设备。

（ 2）方式 1 当设定 SM0， SM1 为 01 时，串行接口工作于方式 1，

方式 1为波特率可变的 8位异步通信方式，由 TXD发送， RXD接收。一帧数据为 10位， 1位起始位（低电平） 8位数据位（低位在前）和 1位停止位（高电平）。

波特率 =2SMOD*（定时器 T1溢出率） /32

（ 3）方式 2和方式 3 当设定 SM0， SM1 为 10 或 11 时，串行口工作于方式 2或方式 3，这两种方式都是 9位异步通信，仅波特率不同，适用于多机通信。

在方式 2或方式 3下，数据由 TXD发送， RXD接收， 1帧数据为 11位， 1位起始位（低电平） 8位数据位（低位在前） 1位可编程位（第 9 位数据）用作奇偶校验或地址 / 数据选择， 1位停止位，与方式1相比多了一位可编程位，发送时，第 9 位数据为 TB8 ，接收时，第 9 位数据送入 RB8 。方式 2和方式 3的区别只在于波特率不同。

方式 2波特率 =2SMOD*fosc/64 方式 3波特率 =2SMOD*（定时器 T1溢出率） /32

当 CPU 执行一条写入缓冲器 SBUF 指令后，便立即启动发送，发送数据由 TXD 端输出，第 9 位数据为 SCON中的 TB8 ，发完一帧信息时，置中断标志 TI 在发送下一帧信息之前 TI必须清零。

其中第 9 位数据可作为数据校验位，也可作为多机通信的地址 / 数据信息标志位。

当 REN=1 时，允许接收，接收器开始检测 RXD 引脚上信息检测和接收数据的方法与方式 1相似。当接收器接收到第 9 位数据后，若同时满足以下两个条件RI=0， SM2=0，则接收。

谢谢！