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8051 Serial 통신. Mode 0 : 동기 통신 Mode 1,2,3 : 비동기 통신. [email protected] http://blog.naver.com/dolicom. 통신 시 동시에 보내는 데이터 비트수. 패럴럴 통신 (Parallel) 두 지점 간 데이터 시 데이터 연결 수가 많다 . 8 비트를 많이 사용 LPT(Printer), SCSI(HDD), ATAPI(HDD) 데이터의 비트수가 많아 여러 선이 필요하므로 원거리 통신에 불리 시리얼이 고속 통신이 가능하여 사용이 주는 추세 - PowerPoint PPT Presentation
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8051 Serial8051 Serial 통신통신
Mode 0 : 동기 통신 Mode 1,2,3 : 비동기 통신
[email protected]://blog.naver.com/dolicom
통신 시 동시에 보내는 데이터 비트수
패럴럴 통신 (Parallel) 두 지점 간 데이터 시 데이터 연결 수가 많다 .
8 비트를 많이 사용 LPT(Printer), SCSI(HDD), ATAPI(HDD)
데이터의 비트수가 많아 여러 선이 필요하므로 원거리 통신에 불리
시리얼이 고속 통신이 가능하여 사용이 주는 추세 시리얼 통신 (Serial)
동시에 보내는 데이터 수는 하나 패럴럴에 비해 원거리 전송에 유리
현재는 고속으로 전송으로 거리 제한 (SATA, USB) 패럴럴에 비해 저속이었으나 현재 고속이 가능 UART, SPI, I2C, USB, SATA(HDD), Serial-SCSI
시리얼통신 데이터 사이 분리 방식
동기식 통신 전송 후 데이터 사이 구별을 데이터 클럭 사용 별도의 데이터 클럭 신호 필요 비교적 고속 전송 , 가까운 거리 - 칩간 통신 SPI, I2C
비동기식 통신 전송 후 데이터 사이를 수신 쪽에서 구별 별도의 데이터 클럭이 필요 없음 비교적 저속 전송 속도 , 원거리 장치간 통신 ( PC – PC, PC - 전자 장치 )
UART (RS-232C)
두 지점 간 비동기 시리얼 통신 CPU 의 초기부터 사용 데이터 수 5,6,7,8 로 설정 가능 에러 탐색을 위한 EVEN/ODD parity 사용 비교적 간단한 통신 방식 , 속도 낮음 , 원거리
BAUD RATE (BPS 와 비슷함 ) 전송 라인은 디지털 전압보다 높음 – 원거리 전송
Mark (1) : -3 ~ -12 V SPACE (0) : +3 ~ +12V 높은 전압 필요
SPI Serial Peripheral Interface
I2C
수신 측에서 데이터 수신여부 확인하기 위해 송신 측에서는 1 로 하고 수신 측에서 ACK 신호를 출력 한다 .
SCL 이 1 일 때 SDA 가 1 에서 0 으로 변하면 송신 시작
RS-232C 타이밍 차트
5,6,7,8 비트
EVEN,ODD
1, 1.5 비트
0x58 전송 예
윈도우 설정
RS-232C 의 전압 특성
UART모듈
TXTX
RXRX
MAX232 : 5V <-> -10~+10VMAX3232: 3.3V <-> -10~+10V
자체 전원 변환 회로 추가 되어별도의 파워 전환 필요 없음
커넥터DS9CPU
MARK : -3 ~-12 VSPACE : +3 ~ +12V
USART 신호
Signal Origin
DB-25DE-9(TIA-574)
EIA/TIA 561
YostName
Abbrevation
DTE DCE
Common Ground G 7 5 4 4,5
Protective Ground PG 1 - -
Transmitted Data TxD ● 2 3 6 3
Received Data RxD ● 3 2 5 6
Data Terminal Ready
DTR ● 20 4 3 2
Data Set Ready DSR ● 6 6 1 7
Request To Send RTS ● 4 7 8 1
Clear To Send CTS ● 5 8 7 8
Carrier Detect DCD ● 8 1 2 7
Ring Indicator RI ● 22 9 1 -
모뎀 제어 신호모뎀은 우선 전화등을 이용 통신 채널을 열어야 하기 때문에 바로 옆에 있는 컴퓨터 처럼 사용할 수 없다 .따라서 모뎀이 통신채널을 열었는지 확인할 필요가 있다 .
clock
SerialSerial 관련 관련 레지스터레지스터
TMOD 레지스터
GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
Timer 1
7 6 5 4 3 2 1 0
Timer 0
GATE : 외부 인터럽트 핀 (INT1, INT0) 을 이용해서 , 타이머를 정지 /동작을 제어 한다 . 1. GATE=1, TR0=1 : INT0=1 – 타이머 0 동작 , INT0 – 정지 GATE=1, TR1=1 : INT1=1 – 타이머 1 동작 , INT1 – 정지 2. GATE=0 : INT0,INT1 핀을 사용하지 않으며 , TCON 내의 TR0, TR1 에 따라 동작 /정지 된다 . C/T (Counter/Timer selector) : 카운터 /타이머 모드를 결정 1. C/T=1 : 카운터 모드 – 입력 핀 T0, T1 에서 들어오는 펄스를 센다 . C/T=0 : 타이머 모드 – 시스템 클럭 /12 을 센다 . M1:M0 : 동작 모드 설정
4 가지 모드
TCON 레지스터
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
Timer 1 Timer0 Interrupt
7 6 5 4 3 2 1 0
•TR1/TR0 : 타이머 /카운터 동작 /정지 제어 한다 . TR0=1 : 타이머 /카운터 0 동작 TR0=0 : 타이머 /카운터 0 정지
• TF1/TF0 : 타이머 /카운터 오버플로 플래그 TF0 : 타이머 /카운터 0 의 카운터 레지스터 (TH1, TH0) 가
오버플로가 되면 셋된다 . * 이 때 다음과 같이 인터럽트 처리 된다 .. - 인터럽트 인에이블되어 있고 - 인터럽트 요청하게 되면 - 인터럽트 처리가 끝나면 자동으로 클리어 된다
T2CON 레지스터 0xC8
TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 CP/T2 CP/RL2
7 6 5 4 3 2 1 0
TF2 : Overflow 가 되면 1 로 되고 SW 로 지움 . RCLK/TCLK=1 이면 동작 안함 .
EXF2 : Capture/Reload 일 때 , T2EX 가 오면 1 로 됨 . EXEN2=1일 때 동작 .
- 인터럽트 요청 EXF2=1 이면 Timer2 Vector 로 처리 - 인터럽트 루틴 실행 .
- DCEN=1 로 Up/Down Counter Mode 에서 동작 안함 .
RCLK : Serial Mode1/3 에서 Receive clock 으로 사용 . TCLK : Serial Mode1/3 에서 Transmit clock 으로 사용 . EXEN2 : Timer2 External 동작 . TR2 : Timer2 의 동작 시작 /멈춤 설정 . CP/T2 : Timer / Counter( 외부 입력 사용 ) 설정 . CP/RL2 : Capture/Reload 선택 .
Timer2 의 동작 모드 – T2CON
TR2 TCLK/RCLK CP/RL2 T2OE 모드
1 0 0 0 16 비트 Auto-Reload 모드
1 0 1 0 16 비트 Capture 모드
1 1 x x 16 비트 Baud Rate 발생 모드
1 x x 1(C/T=0)16 비트 Programmable Clock-Out 모드
0 x x x 타이머 2 동작 OFF
SCON 레지스터 - 1
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
7 6 5 4 3 2 1 0
RI : 수신완료 및 인터럽트 요청플래그 0-수신없음 , 1-수신완료TI : 송신완료 및 인터럽트 요청플래그 0-송신없음 또는 송신중 , 1-수신완료
RB8 : Mode 2,3시 수신 9 번째 데이터 비트
TB8 : Mode 2,3시 송신 할 , 9 번째 데이터 비트
REN : 수신가능 제어비트 0-수신 불가 , 1-수신가능
SCON 레지스터 - 2
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
7 6 5 4 3 2 1 0
SM : 시리얼의 동작 상태 정의 Mode : SM0 SM1 동작 Baud Rate ( 속도 ) 0 00 Shift Register fosc/12 1 01 8 비트 UART 변화 2 10 9 비트 UART fosc/12 또는
fosc/32 3 11 9 비트 UART 변화
SM2 : 모드 2,3 에서 멀티통신 관련 비트 0 - 싱글 통신 기능으로 동작함 . 1 - 수신데이터 비트 (RB8) 가 1 인 경우만 RI 비트를
세트시켜 8051 코어로 하여금 수신을 가능하도록 함 . 즉 , 데이터 수신이 가능함 .
SMOD – PCON 레지스터
SMOD - - - GP1 GP0 *PD *ILD
7 6 5 4 3 2 1 0
SMOD : 시리얼 클럭 타이머 0 사용할 때시리얼포트의 기준클록 입력소스인 타이머 0 의 출력 펄스와 2
분주된 시스템 클록을 다시 2 분주할 것인지 선택하는 비트 0 – 타이머 1 클럭 / 2 : 2 분주 함 1 – 타이머 1 의 그대로 사용
GP1 : 보통목적 (General Purpose) 플래그 비트GP0 : 보통목적 (General Purpose) 플래그 비트
clock
SerialSerial 클럭클럭 발생발생타이머타이머
비동기 수신 인식 – HW 로 처리
데이터 신호가 MARK 에서 SPACE 로 가면 수신 시작 전송하는 한 비트에 16/64 개의 사이클을 사용하여 수신 시작
MARK 에서 0 으로 바뀌는 순간 부터 16 사이클 마다 비트를 분리 데이터 비트 사이를 이 클럭을 사용하여 시간을 구별
16 개의 주기가 끝나면 무조건 다음 데이터로 인식
MARK
SPACE
타이머를 사용한 UART 클럭 발생
XTALoscillator
÷2 ÷12
Timer 1/2RX/TXCLOCK
타이머을 사용한 클럭 발생 구조
OSC ÷2
TR2
C/T = 0
T2 pin C/T = 1
1 ÷16
÷16
÷2
RXCLOCK
TXCLOCK
RCLK
TCLK
SMOD
TL28bits
TH28bits
RCAP2L RCAP2H
RELOAD
TM1 Overflow
“0” “1”
“1”
“1”
“0”
“0”
C/T = 0
C/T = 1
1
TL18bits
TH1
÷12 T1 pin
TR1
Serial Mode1,3-Timer1 Mode2
OSC ÷2
TR2
C/T = 0
T2 pinC/T = 1
÷16
÷16
÷2
RXCLOCK
TXCLOCK
RCLK
TCLK
SMOD
TL28bits
TH28bits
RCAP2L RCAP2H
RELOAD
TM1 Overflow
“0” “1”
“1”
“1”
“0”
“0”
C/T = 0
C/T = 1
1
TL18bits
TH1
÷12
T1 pin
TCON:TR1
SCON:SM1=1
T2CON:RCLK=0
T2CON:TCLK=0
PCON
PCON:SMOD
PMOD[1:0]:M1M0=10
RELOAD
PMOD[2]:C/T=0
Serial Mode1,3-Timer2 BaudRate
OSC ÷2
TCON:TR2
C/T = 0
T2 pin C/T = 1
1 ÷16
÷16
÷2
RXCLOCK
TXCLOCK
RCLK
TCLK
SMOD
TL28bits
TH28bits
RCAP2L RCAP2H
RELOAD
TM1 Overflow
“0” “1”
“1”
“1”
“0”
“0”
C/T = 0
C/T = 1
TL18bits
TH1
÷12 T1 pin TR1
T2CON:RCLK/TCLK=1PMOD[6]:C/T=0T2CON:RCLK=1
T2CON:TCLK=1
Baud Rate 설정
Saud Rate fosc SMOD C/T Mode ReloadValue
Mode0 Max: 1MHZ 12MHz X X X XMode2 Max: 375K 12MHz 1 X X XModes1,3: 62500 12MHz 1 0 2 FFH
1920011.059MH
z1 0 2 FDH
960011.059MH
z0 0 2 FDH
480011.059MH
z0 0 2 FAH
240011.059MH
z0 0 2 F4H
120011.059MH
z0 0 2 E8H
137.511.059MH
z0 0 2 1DH
110 6MHz 0 0 2 72H
Serial 전송 모드모드 0
데이터의 시간 위치를 알리는 동기식 .
RxD : Data In/Out 으로 사용 TxD : 데이터 클럭으로 사용
모드 1 비동기 방식 – 데이터 만 사용 (8bit) - UART 에러 체크를 위한 Parity 가 없다 .
모드 2/3 비동기 방식 – 데이터 (8bit)+ 특수 1 비트 – UART
SCON 레지스터의 TB8/RB8 비트를 CPU 에서 설정 에러 체크를 위한 parity 는 8051 의 P 을 TB8 에
전송
통신모드 0– 동기전송 (SPI 와 유사 )
Transmit
Receive
SBUF 에 송신 데이터 쓰기
SCOC 에 쓰기 (RI 지워짐 )
통신모드 1 – 비동기 전송
Transmit
Receive
SBUF 에 송신 데이터 쓰기
SCOC 에 쓰기 (RI 지워짐 )
Parity Parity 불가능불가능
통신모드 2, 3( 가변속도만 다름 )
Transmit
Receive
SerialSerial 프로그램프로그램
Program
UART
#include <reg8051.h>
void putchar(char ch){ while (!TI); // 시리얼 버퍼 SBUF 가 비어질 때까지 대기 SBUF = ch; TI =0;}
////////////////////////////////////////////////////////// Serial & Timer 초기화void Init_SerialTm(void){ TMOD = 0x20; // 타이머 1 : 모드 2, 내부클럭사용
PCON = 0x00; // 만약에 19200 보레이트인경우 SMOD =1 TH1 = 0xfd; // 9600 보레이트로 사용 SCON = 0x50; // 시리얼통신모드 1 사용 SBUF = 0; // 초기값을 0 설정 ( 쓰레기값 방지 ) TR1 = 1; // Timer1 run}
#include <stdio.h>#include “uart.h”
void main(void){ BYTE i,c; Init_SerialTm(); putchar(‘*’); // 초기화 while(1) { putchar(‘.’); // 데이터송신 delay(2); P1= c; // Port1 출력 }}void delay(int p){ int i,j; for(j=0;j<p;j++) for(i=0;i<1000;i++);}
// file : uart.h#ifndef _UART_H#define _UART_H
void Init_SerialTm(void) ; // Serial & Timer 초기화void putchar(char ch);
#endif
UART
#include <reg8051.h>typedef unsigned char BYTE;
void Init_SerialTm(void) // Serial & Timer 초기화{ TMOD = 0x20; // 타이머 1 : 모드 2, 내부클럭사용
PCON = 0x00; // 만약에 19200 보레이트인경우 SMOD =1 TH1 = 0xfd; // 9600 보레이트로 사용 SCON = 0x50; // 시리얼통신모드 1 사용 SBUF = 0; // 초기값을 0 설정 ( 쓰레기값 방지 ) TR1 = 1; // Timer1 run}
void putchar(char c){ while (!TI); // 시리얼 버퍼 SBUF 가 비어질 때까지 대기 SBUF = c; TI =0;}
BYTE getchar(){ BYTE ch; while(!RI); // 수신 버퍼 ch = SBUF; RI=0; return ch;}
#include <stdio.h>#include “uart.h”
void main(void){ BYTE ch, cnt; Init_SerialTm(); putchar(‘*’); // 초기화 while(1) { ch= getchar(); // 데이터 수신 cnt++; // 수신 데이터 1 증가 P1 = cnt; // LED 에 데이터 표시 putchar(ch); // 데이터 송신 }}void delay(int p){ int i,j; for(j=0;j<p;j++) for(i=0;i<1000;i++);}
#ifndef _UART_H#define _UART_H
void Init_SerialTm(void) ; // Serial & Timer 초기화void putchar(char ch);BYTE getchar();
#endif
UART#include <reg8051.h>
void Init_SerialTm(void) // Serial & Timer 초기화{ TMOD = 0x21; // 타이머 1 : 모드 2, 내부클럭사용 // 타이머 0 : mode 1, 내부 클럭사용 PCON = 0x00; // 만약에 19200 보레이트인경우 SMOD =1 TH1 = 0xfd; // 9600 보레이트로 사용 SCON = 0x50; // 시리얼통신모드 1 사용 SBUF = 0; // 초기값을 0 설정 ( 쓰레기값 방지 ) TR1 = 1; // Timer1 run}void putchar(char ch){ while (!TI); // 시리얼 버퍼 SBUF 가 비어질 때까지 대기 SBUF = ch; TI =0;}
// 시리얼 포트의 인터럽트 벡터 void RxUart(void) interrupt 4 { BYTE ch; EA = 0; // 모든 인터럽트 디스인에이블 (disable)
if (RI) { g_uCh = SBUF; RI = 0; SBUF = g_uCh; } EA = 1; // 모든 인터럽트 인에이블 (enable) }
#include <reg8051.h>#include “uart.h”
BYTE g_uCh; // UART 수신 문자BYTE g_RxFlag; // 수신이 되었는지를 나타냄
unsigned int g_tmCount; // Timer0 인터럽트에 의해 1 증가
void main(void){ BYTE cnt;
Init_SerialTm(); g_tmCount = 0; cnt = 0; putchar(‘*’); // 초기화
TR0 = 1; // 타이머 0 실행 ET0 = 1; // 타이머 0 인터럽트 인에이블 ( enable) EA = 1; while(1) { if (g_RxFlag) { putchar(g_uCh); // 데이터송신 g_RxFlag = 0; } if (g_tmCount & 0xFF00) { P1= cnt++; // Port1 출력 } }}
// 타이머 0 오버풀로워 ( Overflow)void intrTm0(void) interrupt 1 { TR0 = 0; // 타이머 0 정지 TH0 = 0xf7; // 인터럽트 기간을 2ms ? 2170 TL0 = 0x86; //11.0592M/12=0.9216us-RELOAD g_tmCount ++; TR0 = 1; // 타이머 0 을 다시 시작}
#ifndef _UART_H#define _UART_H
void Init_SerialTm(void) ; // Serial & Timer 초기화void putchar(char ch);
#endif
#include <stdio.h>void main(void){ unsigned int cnt;
Init_Uart(); printf(“Hello\n”); putchar(‘O’); putchar(‘K’); putchar(‘\n’); cnt = 0; while(1) { if (! (cnt & 0x0FFF)) printf("%d ", cnt); cnt++; }}
void Init_Uart(void){ SCON = 0x40; // mode 1, 8-bit UART, disable rcvr TMOD = 0x20; // timer 1, mode 2, 8-bit reload PCON &= 0x7f; // SMOD = 0 TH1 = 0xfd; // reload value for 19,200 baud TR1 = 1; // timer 1 run TI = 1; // set TI to send first char of UART }
TX Interrupt 예#include <reg8051.h>
void Init_SerialTm(void) // Serial & Timer 초기화{ TMOD = 0x20; // 타이머 1 : 모드 2 PCON = 0x80; // 19200 인경우 SMOD =1 TH1 = 0xfd; // 19200 SCON = 0x52; // 시리얼통신모드 1 사용 SBUF = 0; // 초기값을 0 설정 ( 쓰레기값 방지 ) ES = 1; // IE – ES:SerialPorfinterruptenablebit TR1 = 1; // Timer1 run}void putchar(char ch){ while (!TI); // 시리얼 버퍼 SBUF 가 비어질 때까지 대기 SBUF = ch; TI =0;}
// 시리얼 포트의 인터럽트 벡터 void Uart_ISR(void) interrupt 4 { BYTE ch;
SBUF = buffer[g_suCnt]; delay(50); TI = 0; if (buffer[g_suCnt +] =='₩0') g_suCnt = 0;}
#include <stdio.h>#include “uart.h”
int g_suCnt;char buffer[] = “8051 serial₩r₩n";
void main(void){ BYTE i,c; Init_SerialTm(); EA = 1; putchar(‘*’); // 초기화 while(1) { putchar(‘.’); // 데이터송신 delay(2); P1= c; // Port1 출력 }}void delay(unsigned int k) // delay function{ while (k--) ;}
