单片机串行口研讨.ppt

CPU与外部设备的基本通信方式有两种：① 并行通信，数据的各位同时进行传送。其特点是传送速度快、效率高，数据有多少位，就需要有多少根传输线。当数据位数较多和传送距离较远时，就会导致通信线路成本提高, 因此它适合于短距离传输。② 串行通信，数据一位一位地按顺序进行传送，其特点是只需一对传输线就可实现通信，当传输的数据较多、距离较远时，它可以显著减少传输线，降低通信成本。 第6章 单片机串行口及应用 并行通信 串行通信 单工方式：数据仅按一个固定方向传送。因而这种传输方式的用途有限，常用于串行口的打印数据传输与简单系统间的数据采集。 ? 半双工方式：数据可实现双向传送，但不能同时进行，实际的应用采用某种协议实现收/发开关转换。 ?? 全双工方式：允许双方同时进行数据双向传送, 但一般全双工传输方式的线路和设备较复杂。 6.1 MCS-51单片机串行接口 1.异步通信和同步通信 串行通信有两种基本通信方式：异步通信和同步通信。 (1) 异步通信 数据是一帧一帧地传送的，每一帧的数据包括一个起始位、若干个数据位(5~8个，低位在前高位在后)、一个奇偶校验位(或用作地址/数据帧标志，可省略)和一个停止位。当两帧信息之间有时间间隔时，用空闲位(高电平)填充 (2) 同步通信 在同步通信中，每个数据块传送开始时，采用一个或两个同步字符作为起始标志（接收端不断对传送线采样，并把采样到的字符和双方约定的同步字符比较，只有比较成功后才会把后面接收到的数据加以存储）。 字符格式的规定是双方能够在对同一种0和1的串理解成同一种意义。原则上字符格式可以由通讯的双方自由制定，但从通用、方便的角度出发，一般还是使用一些标准，如采用ASCII标准。 3 波特率 串行通信的数据是按位进行传送的，每秒钟传送的二进制数码的位数称为波特率（也称比特数），单位是bps（bit per second），即位/秒。波特率是串行通信的重要指标，用于衡量数据传输的速率。国际上规定了标准波特率系列，作为常用的波特率。标准波特率的系列为110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600和19200bps。例如，数据传送的速率是120帧/s，而每帧字符如上述规定包含10数位，则传送波特率为1200波特。 6.2 串行口结构 MCS-51系列单片机内部有一个全双工串行异步通信接口，它可以作UART（通用异步接收和发送器）用，构成双机或多机通信系统，也可以外接移位寄存器后扩展为并行I/O口。 MCS-51系列单片机通过引脚RXD（P3.0）和引脚TXD（P3.1）与外界进行通信。 串行口内部结构简化示意图如图所示。 ?? 51单片机有一个可编程的全双工串行通信接口，既可用作通用异步接收和发送器(UART)，也可以用作同步移位寄存器。 51单片机的串行通信的数据帧可以编程设定为8位、10位或11位，并能设置通信波特率。 51单片机的串行接口一共有4种工作方式。 6.3 串行口控制 MCS-51的串行口是可编程接口，通过对两个特殊功能寄存器SCON和PCON进行编程可控制串行口的工作方式和波特率。 1. 串行口控制寄存器SCON SCON用于控制串行口的工作方式，同时还包含要发送或接收到的第9位数据位以及串行口中断标志位。该寄存器的字节地址为98H，可进行位寻址。 (1) SM0、SM1：串行口工作方式控制位 (2) SM2：多机通信控制位。 SM2＝1，表示允许多机通信，多机通信需要有地址信息，常用数据帧的奇偶校验位来区分当前接收到(或发送的)数据属于地址信息还是数据信息。因此，多机通信常工作于方式2和方式3(数据帧含奇偶校验位)。 当串行口工作于方式2或3，以及SM2=1时，只有当接收到第9位数据(RB8)为1时，才把接收到的前8位数据送入SBUF，且置位RI发出中断申请，否则会将接收到的数据放弃。 当SM2=0时(双机点对点通信)，则不管第9位数据(RB8)是0还是1，都将数据送入SBUF，并发出中断申请。???? 工作于方式0时，SM2必须为0 (3) REN：允许接收位 用于控制数据接收的允许和禁止，REN=1时，允许接收，REN=0时，禁止接收 (4) TB8：发送接收数据位8(奇偶校验位，或称为地址/数据标志位)???? 在方式2和方式3中，TB8是要发送的第9位数据位(作为奇偶校验位)。在多机通信中代表传输的地址还是数据，TB8=0为数据，