17《汽车电子控制基础》曹家喆主编.ppt

第十七章 串行通信与 CAN总线基础 汽车电子控制基础—— 第一节 串行通信的基本概念 两种信息传输方式 串行通信的分类 按传送方向分类 单工方式 半双工方式 全双工方式 串行通信的相关规定 串行通信需要“协议” 协议内容 信号电平的电压 传送字符的格式 信息传输的速率 起始和结束约定等 串行通信的字符格式 异步通信 起始位 数据位 奇偶校验位 停止位 空闲位 串行通信的字符格式 同步通信 同步字符（SYN） 数据块部分 校验字符（CRC） 串行通信的波特率（Baud Rate） 波特率：即数据传送的速率，它表示每秒钟传送的二进制代码的位数，单位是bit/s，一般写成bps。 1波特=1bit/s 波特率范围：一般在50～19200bps之间 例： 波特率为1200bps，异步通信字符格式为8个数据位、1个起始位和1个停止位，即10位/帧，那么每秒钟能够传送的字符数就是： 1200（bit/s）÷10（bit/字符）=120（字符/s） 一些常用的串行通信总线标准 串行通信总线标准种类 RS-232，RS-422，RS-485等 关于RS-232总线 引脚标准 电平标准 “0” ：+5～+15V “1” ：-5～-15V 最大传输距离： 15m 最高传输速率： 约为20kbps RS-232标准通信接线 双机通信简单的接线方法 常用RS-232C接口电路：如MC1488、MC1489等 前者将单片机用的TTL电平（0-5V）转换为RS-232C电平，后者则相反，将RS-232C电平转换为TTL电平 第二节 51系列微控制器串行接口 串行口电路基本结构 注意发送SBUF和接收SBUF彼此独立，但共用一个SFR地址 数据的发送与接收 数据发送过程 数据的发送与接收 数据接收过程 串行通信控制寄存器 串行口控制寄存器SCON 串行通信控制寄存器 电源控制寄存器PCON SMOD=1：波特率加倍（仅对方式1-3） 中断允许控制寄存器IE ES=1：允许串行中断 串行口的工作方式 方式0 数据位：8位 仅作移位寄存器，用于扩展并行口 串入/并出 并入/串出 波特率 固定为fosc/12 发送数据 TI=0、执行 MOV SBUF，A 指令即发送 接收数据 RI=0、ERN=1即接收 串行口的工作方式 方式0应用举例 串行口的工作方式 方式1 帧格式：10位（一个起始位、8个数据位、一个停止位） 发送与接收 发送 TI=0 发送指令：MOV SBUF，A 执行后：TI=1 接收 RI=0、REN=1时可接收数据 执行后：RI=1 接收指令：MOV A，SBUF 串行口的工作方式 方式1（续） 波特率设定 波特率发生器：采用定时器T1方式2 波特率计算 定时器初值计算 单片机“点对点”通信举例 初始设定 单工、半双工、全双工方式确定 波特率设置及相关计算 SCON寄存器设定 IE寄存器设定 发送程序 接收程序 串行口的工作方式 方式2 帧格式 11位（1个起始位、8个数据位、1个第9位、1个停止位） 应用：多机通信 第9位TB8与RB8的作用：需要事先规定好 波特率 固定为 fosc/64 串行口的工作方式 方式3 帧格式：与方式2相同 波特率：可设置 波特率计算（同方式1） 定时器初值计算（同方式1） 应用：多机通信 多机通信简介 一般采用一台主机、多台从机的方式 每台从机有自己的特定地址 需要用到SM2、TB8、RB8等位的功能 通信设计方法 第三节 CAN总线基础知识 CAN（Controller Area Network）的概念 局域网概念 节点 连接方式 CAN总线基础 汽车使用CAN的意义 节约导线 简化维修 提高可靠性 共享信息资源 信息传递速率 可高达1Mbit/s 有关CAN的技术规范 标准帧格式 帧起始（SOF） 仲裁场 控制场 数据场 CRC场 应答场 帧结束 有关CAN的技术规范 标准信号电平 差分形式的信号电平 隐性位：表示“0” VCANH=VCANL≈2.5V 显性位：表示“1” VCANH=3.5V VCANL=1.5V CAN总线的控制器件 CAN控制器、CAN收发器与CAN总线 CAN总线控制器 数据控制 CAN总线收发器 数据收发 CAN总线 数据传输 CAN总线控制器 基本功能 形成帧格式；发送、接收；校验等 CAN总线收发器（总线驱动器） CAN总线收发器基本功能 驱动 放大 形成 差分 信号 CAN总线与微控制器的接口 接口电路举例 CAN总线在汽车中的应用 举例 动力系统 高速CAN 车身系统 低速CAN （LIN