串行通信接口模块(SCI)概要课件.ppt

1、电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDUSCI模块支持异步通信模块支持异步通信;SCI接收器和发送器是双缓冲的，各自有独立接收器和发送器是双缓冲的，各自有独立的使能位和中断标志位。可以独立工作，或全的使能位和中断标志位。可以独立工作，或全双工方式工作双工方式工作;SCI对接收到的数据进行间断检测，奇偶校验，对接收到的数据进行间断检测，奇偶校验，越限和帧出错的检查越限和帧出错的检查;数据传输速度可编程为数据传输速

2、度可编程为65535种方式种方式;八位外设接口。八位外设接口。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU SCI模块的特性包括：模块的特性包括：n两个外部引脚两个外部引脚 SCIRXD、SCITXDn一个一个16位的波特率选择寄存器，可编程为位的波特率选择寄存器，可编程为64K种种波特率波特率n帧格式帧格式:一位启始位一位启始位,18数据位数据位,可选的奇偶校验位可选的奇偶校验位,一位或两位停止位一位或两位停止位n4种错误检测标志种错误检测标志:奇偶错奇偶错,越限越限,帧出错帧出错,间断检测间断检测n两种多处理器唤

3、醒方式两种多处理器唤醒方式:空闲线或地址位唤醒空闲线或地址位唤醒n半双工或全双工操作半双工或全双工操作2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU 双缓冲的接收和发送功能；双缓冲的接收和发送功能；1.发送和接收操作可利用状态位查询或中断完成；发送和接收操作可利用状态位查询或中断完成；2.发送器发送器:TXRDY标志标志(发送缓冲器准备接收另一个发送缓冲器准备接收另一个来自来自CPU的字符的字符),TX EMPTY标志位标志位(发送移位寄发送移位寄存器空存器空)3.接收器接收器:RXRDY(接收缓冲器准备接收另一字符接

4、收缓冲器准备接收另一字符),4.BRKDT(间断条件出现间断条件出现),RX ERROR(监视监视4个中个中断条件断条件(FE.OE.PE.BRKDT)5.不返回零格式；不返回零格式；2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU1.一个发送器（一个发送器（TX）及和它相关的）及和它相关的主要寄存器主要寄存器；2.一个接收器（一个接收器（RX）及和它相关的主要寄存器；）及和它相关的主要寄存器；3.一个可编程的波特率发生器；一个可编程的波特率发生器；4.控制和状态寄存器。控制和状态寄存器。2022-12-12022-12

5、-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU两个多处理器通信协议两个多处理器通信协议:空闲线模式和地址位模式空闲线模式和地址位模式提供了通用异步接收提供了通用异步接收/发送发送(UART)通信接口通信接口 主机TXDRXDTXDRXD从机1TXDRXD从机n2022-12-1 串行通信接口的串行通信接口的NRZ数据格式包括：数据格式包括：n 一个起始位；一个起始位；n 18个数据位；个数据位；n 一个奇一个奇/偶校验位或无奇偶校验位或无奇/偶校验位；偶校验位；n 12个停止位；个停止位；n 一个用于区分数据和地址的额外位。一个用于

6、区分数据和地址的额外位。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU一条串行线上某一时刻只能进行一次传送一条串行线上某一时刻只能进行一次传送地址字节：地址字节：发送机发送数据块发送机发送数据块,首先发送一个地址字节，首先发送一个地址字节，它被所有的接收机读取，仅地址相符的接收机才接收它被所有的接收机读取，仅地址相符的接收机才接收地址字节后面的数据地址字节后面的数据.SLEEP位位：所有处理器将各自的所有处理器将各自的SLEEP位置成位置成1，在，在监测到地址字节时产生中断。当处理器读取到的地址监测到地址字节时产生中断

7、。当处理器读取到的地址与应用软件设置的本处理器地址相符时，用户须清除与应用软件设置的本处理器地址相符时，用户须清除SLEEP位来确保收到每个数据字节时产生中断。位来确保收到每个数据字节时产生中断。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU地址字节的识别地址字节的识别空闲线模式空闲线模式在地址字节前留有一定长度的空闲在地址字节前留有一定长度的空闲空间空间,这种模式对于大数据块传输更有效。这种模式对于大数据块传输更有效。地址位模式地址位模式在每帧中加入额外地址在每帧中加入额外地址/数据位数据位,这种模式对于小数据块传输

8、更有效。这种模式对于小数据块传输更有效。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU 在两种多处理器模式中，接收步骤如下：在两种多处理器模式中，接收步骤如下：n接收地址块时，在接收地址块时，在RX/BK INT ENA位使能条件位使能条件下，串行通信接口唤醒并请求中断下，串行通信接口唤醒并请求中断,读取地址帧。读取地址帧。n在中断服务程序中校对地址。在中断服务程序中校对地址。n如果地址相符，则如果地址相符，则CPU就清除就清除SLEEP位并读取块位并读取块中的剩余的数据；否则，中的剩余的数据；否则，SLEEP位依旧置

9、位位依旧置位,直直到下一个地址块开始才接收并产生中断。到下一个地址块开始才接收并产生中断。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU数据块被块间的时间间隔分开，该时间间隔数据块被块间的时间间隔分开，该时间间隔比块中的数据帧之间的时间间隔要长，一帧后的比块中的数据帧之间的时间间隔要长，一帧后的空闲时间（空闲时间（10个或更多个高电平位）表明了一个个或更多个高电平位）表明了一个新块的开始。如下页图所示：新块的开始。如下页图所示：2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering In

10、stitute of NEDU2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU n接收到块启动信号后接收到块启动信号后SCI唤醒；唤醒；n处理器识别出下一个处理器识别出下一个SCI中断中断;n在中断服务程序中校对地址在中断服务程序中校对地址;n如果该地址与本控制器的地址相符，则如果该地址与本控制器的地址相符，则CPU就就清除清除SLEEP位并读取块中的剩余的数据；位并读取块中的剩余的数据；n否则，否则，SLEEP位依旧置位位依旧置位,直到下一个地址块的直到下一个地址块的开始才接收中断。开始才接收中断。2022-12-1电

11、气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU1.在前一块的最后一帧的数据传送与新块的地址在前一块的最后一帧的数据传送与新块的地址帧传送之间留出帧传送之间留出10位或更多位的空闲时间位或更多位的空闲时间。2.首先将发送唤醒位首先将发送唤醒位TXWAKE置置1，然后再向，然后再向SCITXBUF写入任意一个数据，这样可以在数写入任意一个数据，这样可以在数据线上产生据线上产生11位的空闲时间位的空闲时间。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU Wake-UP

12、Temporary(WUT)FlagWUT是一个内部标志是一个内部标志,与与TXWAKE构成双缓冲。构成双缓冲。TXSHF与与SCITXBUF构成双缓冲构成双缓冲,当当SCITXBUF向向TXSHF装载数据时装载数据时,TXWAKE值传送给值传送给WUT,然后然后TXWAKE自动清零。自动清零。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU空闲线模式下发送一个块起始信号步骤空闲线模式下发送一个块起始信号步骤1.1.设置发送唤醒位设置发送唤醒位TXWAKETXWAKE为为1 1；2.2.将一个数据字（内容不重要）写到将一

13、个数据字（内容不重要）写到SCITXBUFSCITXBUF寄存器寄存器来作为传送一个块的开始信号来作为传送一个块的开始信号;当当TXSHFTXSHF寄存器再次寄存器再次空闲时，空闲时，SCITXBUFSCITXBUF寄存器的内容被传送到寄存器的内容被传送到TXSHFTXSHF寄寄存器中，存器中，TXWAKETXWAKE被移位到被移位到WUTWUT，而后，而后TXWAKETXWAKE位被清位被清0 0。因为。因为WUTWUT为为1 1，则启始位、数据位和奇偶位被，则启始位、数据位和奇偶位被1111位空闲周期所取代；位空闲周期所取代；3.3.将新的地址写入将新的地址写入SCITXBUFSCITXB

14、UF寄存器。寄存器。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU帧格式中有一个附加位，叫地址位，紧跟帧格式中有一个附加位，叫地址位，紧跟在数据位之后，在数据块的第一帧中附加位被在数据位之后，在数据块的第一帧中附加位被置成置成1，在其他帧中被置成，在其他帧中被置成0，通信格式如下：，通信格式如下：2022-12-12022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU1.置TXWAKE为1并将地址写入SCITXBUF,当SCITXBUF内容送到TXSH

15、F移出时,TXWAKE内容送WUT作为地址位移出;2.因为TXSHF和WUT是双缓冲的,因此TXWAKE 和SCITXBUF可在装入TXSHF和WUT后,立即装入新值;3.发送数据帧时,应将TXWAKE 清零。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU每个数据位占用每个数据位占用8个个SCICLK周期，有效的启周期，有效的启始位由始位由4个连续的内部个连续的内部SCICLK周期的周期的0位识别出来。位识别出来。对于启始位后的位，处理器对中间位采样对于启始位后的位，处理器对中间位采样3次来决次来决定其位值，这些采样点

16、出现在定其位值，这些采样点出现在 第第4、5、6个个SCICLK周期，位值取决于多数周期，位值取决于多数(三分之二以上三分之二以上)。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU 例如：例如：地址位唤醒模式，每个字符地址位唤醒模式，每个字符6位位1.设置设置RXENA位为位为1

17、来使能接收器接收数据来使能接收器接收数据;2.数据到达数据到达SCIRXD引脚后，检测到启始位引脚后，检测到启始位;3.数据从数据从RXSHF移到移到SCIRXBUF中，标志中，标志RXRDY置置1表示已收到一个新字符表示已收到一个新字符,产生中断请求标志；产生中断请求标志；4.读读SCIRXBUF时，标志位时，标志位RXRDY自动被清除；自动被清除；5.如如RXENA为零，接收器被禁止，数据继续保持在为零，接收器被禁止，数据继续保持在RXSHF中，没有移入到中，没有移入到SCIRXBUF中中2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institu

18、te of NEDU2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU例如：地址位唤醒模式，每个字符例如：地址位唤醒模式，每个字符3位位1.设置设置TXENA位为位为1使能发送器发送数据使能发送器发送数据;2.SCITXBUF被写入，被写入，TXRDY变低变低;3.SCITXBUF数据传到数据传到TXSHF，发送器准备第，发送器准备第2个字符个字符(TXRDY变高变高)，并发出中断请求，并发出中断请求(TX INT ENA位允许位允许);4.程序将第程序将第2个字符传到个字符传到SCITXBUF，写入后，写入后TXRDY又

19、变又变低低，TX EMPTY清零清零,发送完第发送完第1个字符后，个字符后，TX EMPTY位置位置1。第。第2个字符传到个字符传到TXSHF操作开始操作开始;5.如如TXENA位为低，发送器被禁止，位为低，发送器被禁止，SCI结束发送。结束发送。6.发送完第发送完第2 个字符后，发送器变空并准备发送新字符。个字符后，发送器变空并准备发送新字符。2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU串行通信接口的接收器和发送器可由中断来控制，串行通信接口的接收器和发送器可由中断来控制，标志位标志位TXRDY用来指示发送中断条件

20、，用来指示发送中断条件，标志位标志位RXRDY和和RBKDT用来指示接收中断条件用来指示接收中断条件2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU BRR=1到到65535时波特率为时波特率为:SCI波特率波特率=SYSCLK/（BRR+1）*8 BRR=0时时:SCI波特率波特率=SYSCLK/16例如：已知例如：已知SYSCLK=24MHz，所需波特率为，所需波特率为 9600bps，进行，进行RS-232通信，试确定波特通信，试确定波特率寄存器的值率寄存器的值BRR BRR=24000000/（9600*8）1=

21、311.5 取取138H所以波特率选择寄存器设置为所以波特率选择寄存器设置为SCIHBUAD=01H，SCILBAUD=38H 2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDUnSCI通信控制寄存器（通信控制寄存器（SCICCR）nSCI控制寄存器控制寄存器1（SCICTL1）nSCI控制寄存器控制寄存器2（SCICTL2）nSCI波特率选择高字节寄存器（波特率选择高字节寄存器（SCIHBAUD）nSCI波特率选择低字节寄存器（波特率选择低字节寄存器（SCILBAUD）nSCI接收状态寄存器（接收状态寄存器（SCIRXS

22、T）nSCI接收数据缓冲寄存器（接收数据缓冲寄存器（SCIRXEMU）nSCI接收数据缓冲寄存器（接收数据缓冲寄存器（SCIRXBUF）nSCI发送数据缓冲寄存器（发送数据缓冲寄存器（SCITXBUF）nSCI优先级控制寄存器（优先级控制寄存器（SCIPRI）2022-12-1STOP BITS 停止位个数选择停止位个数选择 0：一个停止位；一个停止位；1：两个停止位两个停止位EVEN/ODD PARITY 奇偶校验选择奇偶校验选择0：奇校验；奇校验；1：偶校验偶校验PARITY ENABLE 校验使能位校验使能位0：禁止；禁止；1：使能使能LOOP BACK ENA 自测试模式使能位自测试模

23、式使能位0：禁止；禁止；1：使能使能ADDR/IDLE MODE 多机模式选择位多机模式选择位 0：空闲线模式；空闲线模式；1：地址位模式地址位模式SCICHAR2 SCICHAR0 字符长度选择位字符长度选择位2022-12-1RX ERR INT ENA 接收错误中断使能接收错误中断使能0：禁止；禁止；1：使能使能SW RESET 软件复位软件复位SCI(低有效低有效)，写，写1使能使能SCITXWAKE发送器唤醒方式选择位，在空闲线模发送器唤醒方式选择位，在空闲线模式式下，写下，写1到到TXWAKE则写入则写入SCITXBUF 中的任意数据都会在线路上产生中的任意数据都会在线路上产生11

24、个数个数据位的空闲周期；在地址位模式下，为据位的空闲周期；在地址位模式下，为1表示要发送地址，为表示要发送地址，为0表示发送的是数表示发送的是数据字节。据字节。SLEEP休眠休眠 0：禁止休眠；禁止休眠；1：进入休眠进入休眠TXENA发送使能位发送使能位0：禁止；禁止；1：使能使能RXENA接收使能位接收使能位0：禁止将收到的数据发送到禁止将收到的数据发送到SCIRXBUF1：允许允许将收到的数据发送到将收到的数据发送到SCIRXBUFSCIRXBUF2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDUBAUD15BAUD0

25、波特率设置波特率设置2022-12-1TXRDY发送缓冲器准备好标志位 0：SCITXBUF已满 1：SCITXBUF空，可接收下一个字节数据TX EMPTY发送器空标志位 0:SCITXBUF与TXSHF中至少有一个有数据 1:SCITXBUF与TXSHF中都没有数据RX/BK INT ENA 接收缓冲器/间断 中断使能位0：禁止；1：使能TX INT ENA发送缓冲器中断使能位0：禁止TXRDY中断；1：使能2022-12-1RX ERROR 接收错误标志位RXRDY接收器准备好0：无新数据；1：有新数据需要被读取BRKDT间断检测标志位0：不满足间断条件；1：满足间断条件FE帧错误标志位OE过冲错误标志位PE奇偶校验错误标志位RXWAKE接收器唤醒检测标志位，为1表明检测到接收器唤醒条件，即将要或已收到地址字节2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022-12-1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDUSCITX PRIORITY 发送中断优先级选择0：高优先级；1：低优先级2022-12-1