第单串行通信-副本().doc

第七章 串行通信接口 7.1 串行通信概述 【为什么要采用串行通信？主要是通信线路的成本。能提供点对点的bit级通信。Toepper说“当需要点对点通信时，串行通信可能是最便宜、最简单的方案”】 7.1.1 并行通信和串行通信 串行通信是一种能把二进制数据按位（逐位）进行传送的一种通信方式。单片机与外界(单片机与单片机，单片机与计算机之间)的通信有两种基本方式：并行通信和串行通信。 图7-1 并行通信和串行通信示意图 并行数据传送 串行数据传送 原理 各位数据同时传送 数据按位顺序传送 优点 传送速度快、效率高 最少需要一对传输线即可完成：成本低 缺点 数据位数→传输线根数：成本高 速度慢，成本低 应用 传送距离30米，用于近距离或内部 几米～几千公里，用于计算机与外设之间 【通过GPRS模块，可以实现手机信号能到达的地方，就能进行串行通信】 【键盘和计算机的连接属于串行传输，键盘内部有一个单片机】 根据信息传送的方向，串行通信可以分为单工、半双工和全双工3种，如图7-2所示。【P130】 图7-2 三种通信方式示意图 7.1.2 同步通信和异步通信 串行通信按信息的格式又可分为异步通信和同步通信两种方式。 1. 串行异步通信方式 在异步通信中，每一个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，它是以字符为单位一个个地发送和接收。 串行异步通信方式的特点是：数据在线路上传送时通常是以一个字符（字节）为单位，未传送时线路处于空闲状态，空闲线路约定为高电平“1”。传送一个字符实际上是传送一帧信息，即每一个字符前加一个低电平的起始位，然后是数据位，数据位可以是5~8位，低位在前，高位在后，数据位后可以带（也可以不带）一个奇偶校验位，最后是停止位，停止位用高电平表示，它可以是1位、1位半或2位（通常采用1位）。格式如图7-3（图中的数据位为8位，实际上，常用的就是8位） 【字符帧：字符帧也称为数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四部分组成。奇偶校验位可选，其他不能缺少。 奇偶校验位：位于数据位后，仅占一位，用于表征串行通信中采用奇校验还是偶校验，由用户根据需要决定是否需要。】 图7-3 串行异步通信方式的帧格式 【从图中可以看出，先发“D0”，再发“D1”，最后发“D7”，即先发低位】 在异步通信方式中，发送端逐帧发送信息，接收端逐帧接收信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干个空闲位。空闲位用高电平表示，用于等待传送。这样，接收和发送可以随时地或间断地进行，而不受时间的限制。 由于一次只传送一个字符，因而一次传送的位数比较少，对发送时钟和接收时钟的要求相对不高【因为有起始位，相当于有一个同步信号】，线路简单，但传送速度较慢。 从上述可以看出，在串行异步通信过程中，发送和接受之间的数据同步是通过数据帧中的起始位来完成的，也就是每传输一帧数据，发送和接受端需要进行一次同步。【P130】 【那么，究竟发送端和接收端依靠什么来协调数据的发送和接收呢？也就是说：接收端怎么会知道发送端何时开始发送和何时结束发送？这是由字符帧格式规定的。没有数据发送时，发送线路上为高电平，每当接收端检测到传输线上发送过来的低电平（字符帧中的起始位）时，就知道发送端已开始发送，每当接收端接收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符信息已发送完毕。】 【起始位的开始，很容易判断，因为在高电平后，一旦接受到低电平时，表示发送方已经开始发送数据。而停止位的高低电平无法判断是否结束，但是数据位的多少是事先规定好的，所以发送完数据规定的数据位后，在接受到停止位的高电平时，就表示一帧数据发送完成。】 2. 波特率 波特率是指串行通信中，每秒钟传送的二进制数码的位数，单位为bps。发送方和接收方必须都要以相同的数据传送速率工作。【全部二进位】 常用的波特率有：110bps、300bps、600bps、1200bps、1800bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps。【P130】 在异步通信中，传输速度往往又可用每秒传送多少个字节来表示（Bps）。它与波特率的关系为：【有用的二进位】 波特率（bps）=1个字符的二进制位数（含四个部分）×字符/秒（Bps） 例如：每秒传送200个字符（200Bps），每个字符1位起始位、8个数据位、1个校验位和1个停止位。则波特率为11×200=2200bps。 而有效数据位的传送率只有：8×200=1600bps。 【2200-1600=600个为附加位，一个字节有3个附加位】 如果没有校验位，则波特率为10×200=2000bps，2000-1600=400 7.2 串行口的结构组成及控制寄存器 7.2.1 串行口的结构组成 在MCS-51单片机