串口通信原理及操作流程课件.ppt

过程特性 过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正确地接收和发送数据 。 远程通信连接 RS-232 连接类型 I TxD RxD RTS CTS DTR DSRDCD GND TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND DTE 信号 DTE信号 典型应用: PC + 交叉电缆 + PC 接线 RS-232 连接类型 II TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND RxD TxD CTS RTS DSR DTR DCD GND 接线 DTE 信号 DCE 信号 典型应用: PC + 直连电缆 + Modem 近程通信连接 RS-232C接口存在的问题 有电平偏移 传输距离短，传输速率低 抗干扰能力差 1 2 3 RS-422A接口 RS-422A输出驱动器为双端平衡驱动器。如果其中一条线为逻辑“1”状态，另一条线就为逻辑“0”，比采用单端不平衡驱动对电压的放大倍数大一倍。 差分电路能从地线干扰中拾取有效信号，差分接收器可以分辨200mV以上电位差。若传输过程中混入了干扰和噪声，由于差分放大器的作用，可使干扰和噪声相互抵消。因此可以避免或大大减弱地线干扰和电磁干扰的影响。 RS-422A传输速率（90Kbps）时，传输距离可达1200米。 2.3 RS-485接口 RS-485是RS-422A的变型：RS-422A用于全双工，而RS-485则还可用于半双工。RS-485是一种多发送器标准，在通信线路上最多可以使用32 对差分驱动器/接收器。 RS-485的信号传输采用两线间的电压来表示逻辑1和逻辑0。由于发送方需要两根传输线，接收方也需要两根传输线。传输线采用差动信道，所以它的干扰抑制性极好，又因为它的阻抗低，无接地问题，所以传输距离可达1200米，传输速率可达1Mbps。 RS-485是一点对多点的通信接口，一般采用双绞线的结构。 普通的PC机一般不带RS485接口，因此要使用RS-232C/RS-485转换器。对于单片机可以通过芯片MAX485来完成TTL/RS-485的电平转换。 在计算机和单片机组成的RS-485通信系统中，下位机由单片机系统组成，上位机为普通的PC机，负责监视下位机的运行状态，并对其状态信息进行集中处理，以图文方式显示下位机的工作状态以及工业现场被控设备的工作状况。系统中各节点（包括上位机）的识别是通过设置不同的站地址来实现的。 RS-232 RS-422 RS-485 比较 类型 RS-232 RS-422 RS-485 4线 RS-485 2线 信号类型 单端 差分 差分 差分 通讯方式 全双工 全双工 全双工 半双工 距离 15M@9600bps 1.2KM@9600bps 1.2KM@9600bps 1.2KM@9600bps 信号定义 TxD, RxD, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD, GND TxA, TxB, RxA, RxB, GND TxA, TxB, RxA, RxB, GND DataA, DataB, GND 接线成本 高 (8 线) 中等 (5 线) 中等 (5 线) 低 (3 线) 连接设备数 两台 两台 或 十台 32台 32台 抗干扰能力 弱 强 强 强 故障诊断 容易 难 难 难 80C51串行口的结构 物理上有独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用同一地址99H ；接收器是双缓冲结构 ；发送缓冲器，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。 UART应考虑的因素 1 是作扩展IO口用还是通信用？通信的话是双机通信还是多机通信？ 2 UART与MCU联系，接收和发送两方面 3 通信速率 4 一帧数据的长度 5 数据校验，发送和接收两方面 6 UART作为一被控模块，能否被控？ 3.2 80C51串行口的控制寄存器 SCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志： SM0和SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式： SM2，多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。当接收机的SM2=1时可以利用收到的RB8来控制是否激活RI（RB8＝0时不激活RI，收到的信息丢弃；RB8＝1时收到的数据进入SBUF，并激活RI，进而在中断服务中将数据从SBUF读走）。当SM2=0时，不论收到的RB8为0和1，均可以使收到的数据进入SBUF，并激活RI（即此时RB8不具有控制RI激活的功能）。通过控制SM2，可以实现多机通信。 在方式0时，SM2必须是0。在方式1时，若SM2=1，则只有接收到有效停止位时，RI才置1。REN，允许串行接收位。由软件置REN=1，则启动串行口接收数据；若软件置RE