第10章 串行通信及其接口.ppt

第10章 串行通信及其接口 10.2 串行通信基础 10.2 MCS-51串行通信 10.3 MCS-51串行通信工作方式 10.1串行通信基础 一、串行通信的基本概念 串行通信：是将数据的各位一位一位地依次传送。传送距离较远，适合于计算机之间、计算机与外部设备之间的远距离通信。 并行通信：指数据各位同时传送。速度快、效率高、距离短。 串行通信有 同步通信和异步通信两种方式： 单片机的串行通信使用的是异步串行通信，所谓异步就是指发送端和接收端使用的不是同一个时钟。异步串行通信通常以字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端一帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。 在异步通信中，收、发两方必须事先规定两件事： 1. 字符帧的帧格式 字符帧由四部分组成，分别是起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。如图所示： 1）?起始位：位于字符帧的开头，只占一位，始终位逻辑低电平，表示发送端开始发送一帧数据。 2）?数据位：紧跟起始位后，可取5、6、7、8位，低位在前，高位在后。 3）奇偶校验位：占一位，用于对字符传送作正确性检查，因此奇偶校验位是可选择的，共有三种可能，即奇偶校验、偶校验和无校验，由用户根据需要选定。 4）停止位：末尾，为逻辑“1”高电平，可取1、1.5、2位，表示一帧字符传送完毕。 如：ASCII码帧（字符）为10位。 其中：数据7位 起始位、校验位、停止位各一位。 2. 传送的速率 串行通信的速率用波特率来表示，所谓波特率就是指一秒钟传送数据位的个数。每秒钟传送一个数据位就是1波特。即：1波特＝1bps（位/秒） 。 在串行通信中，数据位的发送和接收分别由发送时钟脉冲和接收时钟脉冲进行定时控制。时钟频率高，则波特率高，通信速度就快；反之，时钟频率低，波特率就低, 通信速度就慢。 如120个字符（帧）/秒，每帧数据有10位，则传输速率为1200波特率。（1200bit/s） 通用异步接收发送器UART UART主要功能： 1、数据的串化、反串化 数据的串化：将并行数据变为串行数据；（发送器） 数据的反串化：将串行数据变为并行数据；（接收器） 2、格式信息的插入和删除 格式信息：异步通信中的起始位、校验位、停止位等。 串化过程：将格式信息插入和数据一起构成一个完整的数据帧。 反串化过程：滤出格式信息，保留数据位。 3、错误检验 检验数据通信过程是否正确。 10.2 MCS-51串行通信 MCS-51单片机将一个“全双工串行通信接口电路”集成在单片机内。 数据转换 串行接口电路为用户提供了两个串行口缓冲寄存器（SBUF），一个称为发送缓存器，它的用途是接收片内总线送来的数据，即发送缓冲器只能写不能读。发送缓冲器中的数据通过TXD引脚向外传送。另一个称为接收缓冲器，它的用途是向片内总线发送数据，即接收缓冲器只能读不能写。接收缓冲器通过RXD引脚接收数据。因为这两个缓冲器一个只能写，一个只能读，所以共用一个地址99H。串行接口电路如图所示。 串行接收的双缓冲结构 移位寄存器 数据缓冲器SBUF 一帧数据（8位）接收完，由移位寄存器装入SBUF，立即接收下一帧。要求主机应立即将SBUF中数据取走。否则前一帧数据将丢失。 发送是由CPU操纵的，不会发生帧重叠错误。将数据写入SBUF，（自动）通过移位脉冲一位一位地发送出去。 10.2.1 MCS-51单片机串行通信的控制寄存器 与串行通信有关的寄存器有三个 1. 串行口控制寄存器（SCON） SCON是MCS-51单片机的一个可位寻址的专用寄存器，用于串行数据通信的控制。单元地址为98H，位地址为98H～9FH。寄存器的内容及位地址表示如下： ? ?2） SM2——允许方式2、3的多机通信控制位 在方式2和3中，若SM2＝1且接收到的第九位数据（RB8）为1，才将接收到的前8位数据送入接收SBUF中，并置位RI产生中断请求；否则丢弃前8位数据。若 SM2＝0，则不论第九位数据（RB8）为1还是为0,都将前8位送入接收SBUF中，并产生中断请求。 方式0时，SM2必须置0。 多机通信的机制：地址帧 数据帧 地址帧 被确认的从机，复位SM2=0，接收RB8=0的数据。 3） REN——允许接收位 (通过软件值位、复位) REN＝0 禁止接收数据 REN＝1 允许接收数据 4） TB8—