第七章MCS单片机串行通讯精要.ppt

第七章 MCS-51单片机串行通信部件 7.1 串行通信的概念 7.2 MCS-51单片机串行通信的结构原理 7.3 单片机串行通信的工作方式和原理 1．并行通信和串行通信 通信是指计算机与计算机或外设之间的数据传送，因此，这里的“信”是一种信息，是由数字1和0构成的具有一定规则并反映确定信息的一个数据或一批数据。这种数据传输有两种基本方式，即并行通信和串行通信。 并行通信是数据的每位被同时传输出去或接收进来。 串行通信其数据传输是逐位传输的，因而在相同条件下，比并行通信传输速度慢。 2．异步串行通信和同步串行通信 异步串行通信:简称为异步通信，异步通信的实质是指通信双方采用独立的时钟，每个数据均以起始位开始，停止位结束，起始位触发甲乙双方同步时钟。每个异步串行帧中的1位彼此严格同步，位周期相同。所谓异步是指发送、接收双方的数据帧与帧之间不要求同步，也不必同步。 2．异步串行通信和同步串行通信 异步通信，所传输的数据格式（也称为串行帧）由1个起始位、7个或8个数据位、1~2个停止位（含1.5个停止位）和1个校验位组成。起始位约定为0，空闲位约定为1。在异步通信方式中，接收器和发送器有各自的时钟，它们的工作是非同步的。 同步串行通信:简称为同步通信，发送器和接收器由同一个时钟源控制。在异步通信中，每传输一帧字符都必须加上起始位和停止位，占用了传输时间，在要求传送数据量较大的场合，速度就会慢得多。同步传输方式去掉了这些起始位和停止位，只在传输数据块时先送出一个同步头（字符）标志即可。 同步传输方式比异步传输方式速度快，这是它的优势。但同步传输方式也有其缺点，即它必须要用一个时钟来协调收发器的工作，所以它的设备也较复杂。 数据通信的传输方式有单工、半双工和全双工方式。 根据串行通信的不同工作方式，可将发送接收线合二为一，成为发送/接收复用线（如半双工）。即便在实际应用中可能还要附加一些信号线，如应答信号线、准备好信号线等，但在多字节数据通信中，串行通信与并行通信相比，其工程实现上造价要低得多。 因此，串行通信已被越来越广泛地采用，尤其是，串行通信通过在信道中设立调制/解调器中继站等，可使数据传输到地球的每个角落。目前，飞速发展的计算机网络技术（互联网、广域网、局域网）均为串行通信。 4．波特率及时钟频率 发送/接收时钟频率与波特率有关，即fT/R=n×BRT/R 式中，fT/R为发/收时钟频率，单位：Hz；BRT/R为发/收波特率，单位：bps；n为波特率因子。 同步通信n=1。异步通信n可取1、16或64。也就是说，同步通信中数据传输的波特率即为同步时钟频率；而异步通信中，时钟频率可为波特率的整数倍。 5．串行通信的校验 异步通信时可能会出现帧格式错、超时错等传输错误。在具有串行口应用的单片机开发中，应考虑在通信过程中对数据差错进行校验，因为差错校验是保证准确无误通信的关键。 常用差错校验方法有奇偶校验（MCS-51系列单片机编程采用此法）、和校验及循环冗余码校验。 在发送数据时，数据位尾随的一位数据为奇偶校验位（1或0）。 当设置为奇校验时，数据中1的个数与校验位1的个数之和应为奇数； 当设置为偶校验时，数据中1的个数与校验位中1的个数之和应为偶数。 接收时，接收方应具有与发送方一致的差错检验设置，当接收一个字符时，对1的个数进行校验，若二者不一致，则说明数据传送出现了差错。 奇偶校验是按字符校验，数据传输速度将受到影响。这种特点使得它一般只用于异步串行通信中。 所谓和校验是指发送方将所发送的数据块求和（字节数求和），并产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据时也是先对数据块求和，将所得结果与发送方的校验和进行比较，相符则无差错，否则即出现了差错。这种和校验的特点是无法检验出字节位序的错误。 这种校验是对一个数据块校验一次。例如对磁盘信息的访问、ROM或RAM存储区的完整性等的检验。这种方法广泛应用于串行通信方式。 7.2 单片机串行接口的结构原理 51系列单片机配置了一个UART(Universal asynchronous Receiver/Transmitter)的串行接口 。MCS-51单片机串行口是由以下部分构成：发送缓冲寄存器（SBUF），发送控制器，发送控