Die serielle Schnittstelle ist ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll zur Übertragung von Daten zwischen Geräten wie Terminals und Modems, ursprünglich bekannt unter den Normen RS-232-C und V.24. Es gibt verschiedene Übertragungsarten, darunter synchrone und asynchrone Übertragungen, und die Steuerung erfolgt über spezielle Funktionsregister (SFR) in Mikrokontrollern wie dem 80C537, der zwei serielle Schnittstellen mit unterschiedlichen Betriebsarten unterstützt. Die Baudratenerzeugung wird durch spezifizierte Register-Berechnungen und -Einstellungen ermöglicht, die je nach benötigtem Baudrate variieren.

2. Gliederung
Allgemein zu der seriellen Schnittstelle
Was ist die serielle Schnittstelle?
Elektrische Eigenschaften
Übertragungsarten
Serielle Schnittstelle in 80C537
Serielle Schnittstelle 0
Serielle Schnittstelle 1
Special Function Register
Steuerung der serielle Schnittstelle
Baudrateerzeugung

3. Allgemein zu der seriellen Schnittstelle
• Die serielle Schnittstelle ist unter folgenden Bezeichnungen genormt:
RS-232-C (Norm der EIA)
V.24 (CCITT - Internationales Fernmeldekomitee)
66020 (Deutsche-Norm)

4. • Diente ursprünglich der seriellen Datenübertragung zwischen einer DEE und DÜE.
Serielle Datenübertragung heißt, dass die Bits nacheinander auf
einer Leitung übertragen werden.
• Verbindet man zwei Datenendgeräte muss ein Nullmodem her!

5. Elektrische Eigenschaften
• Der Datenverkehr zwischen Terminal und Modem geschieht über
Daten-, Takt-, Melde- und Quittungssignale.
• Die elektrische Verbindung erfolgt über ein max. 25poliges Kabel.
• Die Daten werden über TD-Leitung (Transmit Data) gesendet und
über RD-Leitung (Receive Data) empfangen .
• Folgende Leitungspegel sind festgelegt: -pos. Pegel +3 V … +25 V
-neg. Pegel -3 V … -25 V
Bei den meisten Anwendungen Beschränkt man sich auf die Spannungen zwischen
+12 V und -12 V.
• Die Datenleitungen (TD und RD) verwenden negative Logik,
Steuer- und Quittungsleitungen positive Logik.

6. Übertragungsarten
Synchrone Übertragung
• Wird zusätzlich ein Taktsignal übertragen
• Übertragung langer Datenblöcke
• Erhöhte Aufwand für die Taktleitung
Um eine Leitung zu sparen, kann der Takt auch zusätzlich auf der Datenleitung
übertragen werden:

7. Asynchrone Übertragung
• es wird kein Taktsignal übertragen
Sender und Empfänger verwenden eigenen Takt
• es werden nur kurze Datenblöcke übertragen
Beim Sender und Empfänger muss das gleiche Übertragungsprotokoll eingestellt werden:
• gleiche Schrittgeschwindigkeit
• Startbit
• 8 oder 9 Datenbits
• Paritybit
• 1 oder 2 Stoppbits

8. Serielle Schnittstelle in 80C537
80C537 besitzt zwei serielle Schnittstelle S0 und S1:
• Duplex-Betrieb
• variable Baudrate
• 8 oder 9 Bit Übertragung
• erzeugen keine Modemsteuersignale
• jeder Kanal hat eigenen Baudrategenerator

9. Serielle Schnittstelle 0
• Unterstützt 4 Betriebsarten:
Mode 0: Synchroner Betrieb, 8-Bit
Mode 1: Asynchroner Betrieb, 8-Bit
Mode 2: Asynchroner Betrieb, 9-Bit
Mode 3: Asynchroner Betrieb, 9-Bit
• Senden und Empfangen erfolgt über das SFR S0BUF
• Die Steuerung erfolgt über das SF-Register S0CON

10. Serielle Schnittstelle 1
• Unterstützt 2 Betriebsarten:
Mode A: Asynchroner Betrieb, 9-Bit
Mode B: Asynchroner Betrieb, 8-Bit
• Senden und Empfangen erfolgt über das SFR S1BUF
• Die Steuerung erfolgt über das SF-Register S1CON

11. Special Function Register für die
seriellen Schnittstellen S0 und S1
• Serial Data Buffer
S0BUF
S1BUF
• Serial Control Register
S0CON
S1CON
• Reload-Register
S0RELL (+S0RELH)
S1REL (+S1RELH)
• A/D Control Register 0 (ADCON0)
BD
• Power Control Register (PCON)
SMOD

12. Serial Data Buffer S0BUF/S1BUF
Senden und Empfangen erfolgt über die selbe Adresse im SFR-Bereich:
S0BUF (99h) S1BUF (9Ch)
für die serielle Schnittstelle 0 für die serielle Schnittstelle 1

13. Serial Control Register S0CON/S1CON
Die Betriebsarten und die Arbeitsweise der seriellen Schnittstelle werden über
SF-Register SCON eingestellt.
S0CON (98h) Serial Control Register für die serielle Schnittstelle 0
SM0 SM1 SM20 REN0 TB80 RB80 TI0 RI0
9Fh 9Eh 9Dh 9Ch 9Bh 9Ah 99h 98h
S1CON (9Bh) Serial Control Register für die serielle Schnittstelle 1
SM SM21 REN1 TB81 B81 TI1 RI1

14. Serial Control Register S0CON
SM0 SM1 SM20 REN0 TB80 RB80 TI0 RI0
SM0 SM1 Betriebsart (Mode)
0 0 Synchrone Übertragung, 8 Bit, Senden/Empfangen über RxD0, Taktausgabe über TxD0
0 1 UART 8-Bit: Startbit | S0BUF0 . . . S0BUF7 | Stoppbit
1 0 UART 9-Bit: Startbit | S0BUF0 . . . S0BUF7 | 9.Bit | Stoppbit
1 1 UART 9-Bit: Startbit | S0BUF0 . . . S0BUF7 | 9.Bit | Stoppbit
SM20 Ermöglicht Multiprozessor -Verbindung, in Mode 2 und 3 ( 9-Bit-Übertragung ).
In Mode 0 sollte SM20 gelöscht sein
REN0 Receiver Enable, ermöglicht seriellen Empfang, wenn gesetzt. Wird nur durch Software
beeinflusst
TB8 Transmitter -Bit 8, neuntes Datenbit, wird nur bei Mode 2 und 3 übertragen
0
RB80 Receiver -Bit 8, neuntes empfangenes Datenbit bei Mode 2 und 3
TI Transmitter Interrupt -Request -Flipflop. Wird gesetzt in Mode 0 am Ende des achten Bits
0 oder in den anderen Betriebsarten bei Beginn des Stoppbits.
Muss durch Software gelöscht werden
RI Receiver Interrupt -Request -Flipflop. Wird gesetzt in Mode 0 am Ende des achten Bits oder
0 in den anderen Betriebsarten während des Stoppbits.
Muss durch Software gelöscht werden

15. Serial Control Register S1CON
SM SM21 REN1 TB81 RB81 TI1 RI1
SM Betriebsart (Mode)
SM = 0 Mode A : UART 9-Bit: Startbit | S1BUF0 . . . S1BUF7 | 9. Bit | Stoppbit
SM = 1 Mode B : UART 8-Bit: Startbit | S1BUF0 . . . S1BUF7 | Stoppbit
SM2 Ermöglicht Multiprozessor-Verbindung, in Mode A (9-Bit-Übertragung)
1
REN Receiver Enable, ermöglicht seriellen Empfang, wenn gesetzt.
1 Wird nur durch Software beeinflusst
TB8 Transmitter -Bit 8, neuntes Datenbit, wird bei Mode A übertragen
1
RB8 Receiver-Bit 8, neuntes empfangenes Datenbit bei Mode A
1
TI Transmitter Interrupt -Request -Flipflop. Wird gesetzt beim Beginn des Stoppbits.
1 Muss durch Software gelöscht werden
RI Receiver Interrupt –Request -Flipflop. Wird gesetzt während des Stoppbits.
1 Muss durch Software gelöscht werden

16. Reload-Register S1REL
S1REL (9Dh) dient der Baudrateerzeugung für die serielle Schnittstelle 1.
Beispiel1:
Gefordert ist eine Baudrate von 9600 Bd
relwert = 256 - 12 MHz/(32 • 9600) = 217d oder D9h
Beispiel 2:
Gefordert ist eine Baudrate von 1200 Bd
relwert = 256 - 12 MHz/(32 • 1200) = -56 Diese Baudrate lässt sich nicht einstellen
Bei fOSZ = 12 MHz lassen sich 1,465 bis 375 kBd einstellen!

17. Reload-Register S1RELH+S1REL
Ab der „CA“ Version des 80C537 ist der Timer 10 Bit breit und zu S1REL können noch 2
Bits von S1RELH einbezogen werden. Damit können nun 1200 Baud eingestellt werden.
Beispiel:
relwert = 1024 - 12 MHz/(32 • 1200) = 712d oder 2C8h oder 10 1100 1000b
Bei fOSZ = 12 MHz lassen sich 366 Bd bis 375 kBd einstellen!

18. BD und SMOD
BD (Bitadresse DFh) der sich im SFR ADCON0 (Bitadressierbar) befindet und
SMOD der im SFR PCON (Byteadressierbar) unter der Byteadresse 87h zu erreichen
ist, sind zwei Steuerbits die der Baudrateerzeugung für die serielle Schnittstelle 0 dienen.
ADCON0 DB CLK ADEX BSY ADM MX2 MX1 MX0
PCON SMOD
SMOD PDS IDLS SD GF1 GF0 PDE IDLE

19. Reload-Register S0RELH+S0RELL
Baudrateerzeugung der serielle Schnittstelle 0.
Freiprogrammierbarer
Baudrategenerator ab Version „CA“.

20. ENDE
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!