单片机原理与C51语言程序设计09.ppt

* 单片机原理与C51语言程序设计基础教程 重点内容： 串行通信方式简介 串口结构介绍　 MCS-51串口工作方式 串行通信接口标准RS-232 串口应用实例 本章小结 第9章 串行通信接口 一、串行通信方式简介 1、串行通信分类 按照数据的同步方式，串行通信可以分为同步通信和异步通信两大类。 1.异步通信 在异步通信中，数据通常以字符为单位组成数据帧进行传送。发送端和接收端由各自的时钟来控制发送和接收。 在异步通信中，帧格式一般是由起始位、数据位、校验位、停止位组成，详细介绍如下： (1)起始位：是字符的开始，起始位用“0”以表示数据发送的开始。 (2)数据位：紧跟起始位之后，他由5~8位数据组成，低位在前高位在后。 (3)奇偶校验位：位于数据位之后，用于保证串行通信的可靠性。 (4)停止位：该位是字符的最后一位，用“1”表示，用于向接收端表示一个字符已经发送完毕。 在发送数据完毕后发送端信号变成空闲位，为高电平。在数据的发送过程中，两帧数据之间可以有空闲位也可以没有空闲位，可以有一个也可以有多个空闲位。 异步通信不需要时钟同步，所需连接设备简单，其缺点是每传送一个字符都包括了起始位、校验位和停止位，故而传送效率比较低。 一、串行通信方式简介 1、串行通信分类 2.同步通信 在同步通信方式中一次传送一个数据包，包括同步字符、数据字符和校验字符。其中同步字符位于帧头，用于确认数据字符传送的开始；数据字符位于同步字符后面，数据字符的长度由通信双方决定；校验字符位于数据帧结构的末尾，用于接收端进行数据传送过程中的正确性检验。 其中同步字符可以采用统一标准，也可以由通信双方自己确定。例如，在单同步字符帧结构中，同步字符通常采用ASCII码中的SYN(即16H)。同步通信的数据传输速率较高，但是要求发送时钟和接收时钟严格同步，发送端通常把时钟脉冲同时传送到接收端。 一、串行通信方式简介 2、数据的传输模式　 在串行通信中数据是在两个站点上进行传送，按照数据传输的方向性，串行通信可以分为单工、半双工和全双工。 1.单工 单工就是在通信双方的两个站点中，只能有—端发送一端接收，发送端只能进行数据的发送而不能接收、接收端只能进行接收而不能进行发送。数据的流向只是单方向的。 2.半双工 在半双工通信中，两个通信站点之间只有一个通信回路，数据或者由站点1发送到站点2，或者由站点2发送到站点1。两个站点之间通信只需要一条通信线。 3.全双工 在全双工的通信方式中，两个站点之间有两个独立的通信回路，可以同时进行发送和接收数据。 一、串行通信方式简介 3、波特率 波特率是串行通信的重要指标，用于表示数据传输的速度，波特率定义为每秒钟传送的二进制位的比特数。 在异步通信中，发送一位数据的时间叫作位周期，用T表示。 位周期和波特率互为倒数，比如在波特率为9600的通信中，位周期为1/9600即0.000104s。 波特率还和系统的时钟频率有关，串行口的工作频率通常为时钟频率的12分频、16分频或者64分频。 国际上还规定了一个标准波特率系列，其常见波特率为600、1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400、5600和115200等。 二 串行通信方式简介 1、51单片机串行口的硬件结构 1.串行口结构 51单片机串行口结构如图9.1所示。5l 单片机通过引脚RXD(P3.0)串行数据接收端和引脚TXD(P3.l)串行数据发送端与外界进行通信。 由图可知，它主要由两个数据缓冲寄存器器SBUF和一个输入移位寄存器组成，其内部还有一个串行控制寄存器SCON和一个波特率发生器（由T1或内部时钟及分频器组成）。在进行通信时，外界的串行数据是通过对引脚RXD（P3.0）输入的。输入数据先逐位进入输入移位寄存器，再送入接收SBUF。在此采用了双缓冲结构，这是为了避免在接收到第二帧数据之前，CPU未及时响应接收器的前一帧中断请求把前一帧数据读走，而造成两帧数据重叠的错误。对于发送器，因为发送时CPU是主动的，不会产生写重叠问题，一般不需要双缓冲器结构，以保持最大传送速率，因此，仅用了SBUF一个缓冲器。图中，TI和RI为发送和接受的中断标志，无论哪个为“1”，只要中断允许，都会引起中断。 二 串行通信方式简介 1、51单片机串行口的硬件结构 二 串行通信方式简介 1、51单片机串行口的硬件结构 2.工作原理 设有两个单片机串行通信，甲机为发送，乙机为接收，为说明发送和接受过程，以图9.2为例说明。串行通信中，甲机CPU向SBUF写入数据（MOV SBUF，A），就启动了发送过程，A中的并行数据送入了SBUF，在发送控制器的控制下，按设定的波特率，每来一个移位时钟，数据移出一位，由低位到高位一位一位移位发送到电缆线上，