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深入瞭解51微控制器,51微控制器通訊協議講解

微控制器的重要性不言而喻,工業環境下,單片機發揮著重要作用。那麼,你對微控制器到底有多熟悉呢?為增進大家對微控制器的認識,本文將對51微控制器相關內容予以介紹。通過本文,你將對51微控制器、51微控制器通訊協議有所瞭解。如果你對微控制器或者51微控制器具有興趣,不妨繼續往下閱讀哦。

 

一、51微控制器

51微控制器是對所有相容Intel 8031指令系統的微控制器的統稱。該系列微控制器的始祖是Intel的8004微控制器,後來隨著Flash rom技術的發展,8004微控制器取得了長足的進展,成為應用最廣泛的8位微控制器之一,其代表型號是ATMEL公司的AT89系列,它廣泛應用於工業測控系統之中。很多公司都有51系列的相容機型推出,今後很長的一段時間內將佔有大量市場。51微控制器是基礎入門的一個微控制器,還是應用最廣泛的一種。需要注意的是51系列的微控制器一般不具備自程式設計能力。

同樣的一段程式,在各個微控制器廠家的硬體上執行的結果都是一樣的,如ATMEL的89C51(已經停產)、89S51, PHILIPS,和WINBOND等,我們常說的已經停產的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51微控制器,同時是在原基礎上增強了許多特性,如時鐘,更優秀的是由Flash(程式儲存器的內容至少可以改寫1000次)儲存器取代了原來的ROM,AT89C51的效能相對於8051已經算是非常優越的了。

不過在市場化方面,89C51受到了PIC微控制器陣營的挑戰,89C51最致命的缺陷在於不支援ISP功能,必須加上ISP功能等新功能才能更好延續MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的,89S51已經成為了實際應用市場上新的寵兒,作為市場佔有率第一的Atmel公司已經停產AT89C51,將用AT89S51代替。89S51在工藝上進行了改進,89S51採用0.35新工藝,成本降低,而且將功能提升,增加了競爭力。89SXX可以向下相容89CXX等51系列晶片。同時,Atmel不再接受89CXX的定單,大家在市場上見到的89C51實際都是Atmel前期生產的巨量庫存而已。如果市場需要,Atmel當然也可以再恢復生產AT89C51。

 

二、51微控制器之uart通訊協議

UART即通用非同步收發傳輸器,工作於資料鏈路層。包含了RS-232、RS-422、RS-485串列埠通訊和紅外等等。UART協議作為一種低速通訊協議,廣泛應用於通訊領域等各種場合。UART基本可分為並口通訊及串列埠通訊兩種。

非同步串列埠通訊協議,工作原理是將傳輸資料的每個字元以序列方式一位接一位的傳輸。

UART協議中,每一位(bit)的意義如下:

起始位:先發出一個邏輯“0”的訊號,表示傳輸字元的開始。資料位:緊跟起始位之後。資料位的個數可以是4、5、6、7、8等,構成一個字元。通常採用ASCII碼。從最低位開始傳送,靠時鐘來定位。

奇偶校驗位:資料位加上這一位後(跟在資料位尾部),使得“1”的位數應為偶數(偶校驗)或奇數(奇校驗),以此來校驗資料傳送的正確性。

停止位:它是一個字元資料的結束標誌。可以是1位、1.5位、2位的高電平(邏輯“1”)。

空閒位:處於邏輯“1”狀態,表示當前線路上沒有資料的傳送。波特率:是衡量資料傳輸速率的指標。表示為每秒鐘傳送的二進位制位數(bit數)。例如資料傳送速率為120字元/秒,而每一個字元為10位,則其傳送的波特率為10×120=1200字元/秒=1200波特。

軟體UART控制:在嵌入式系統或者計算機中,並非直接對串列埠直接進行操作,而是通過SCI模組對其進行控制。常用的許多晶片中都包含了SCI,例如ARM的S3C2410X晶片內嵌了3個序列介面控制器,而Nios等軟核晶片則可以用選用UART(RS232)的IP對UART進行控制。PC機則常用16650UART、16750UART等控制串列埠。

如果實現軟體操作UART時,在UART檢查埠管腳的序列活動時,需要佔用大量時間,讓應用程式停滯,這會使得軟體UART沒有意義。但情況並非如此,來看一下標準的10位非同步序列協議收發一個字元時的情況。

數字系統方面,我們可以用一對狀態機來表徵軟體UART的行為,一個狀態機用於傳送字元,另一個用於接收字元。對一個全雙工的UART而言,這兩個狀態機是並行執行的,需要兩個獨立的定時器中斷。這兩個狀態機都有主動和被動兩種模式。傳送狀態機在收到一個需傳送的字元時跳出空閒狀態,在結束位傳送之後回到空閒狀態。接收狀態機在檢測到接收線上的一個下降沿時跳出空閒狀態。在檢測到這個初始的低電平狀態之後,開始對位時隙進行遞減計數,同時按要求取樣訊號線上的每個訊號位,包括停止位。

以上便是此次小編帶來的“微控制器”相關內容,通過本文,希望大家對51微控制器、51微控制器通訊協議具備一定的瞭解。