单片机串口报告.doc

简单收发，使用串口调试工具 使用数码管显示发送过来的数据 协议制定，效验和，地址 单片机串行数据通信 第一节 概 述 一、串行通信基本原理 计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。 并行通信的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率高。但并行数据传送有多少数据位就需多少根数据线，因此传送成本高。并行数据传送的距离小于30米。并行通信依靠并行1/O接口实现。 例：CPU在执行如MOV P1，A的指令时，将A中的8位数据写人P1口锁存器中，并经P1口的8个引脚将8位数据并行输出到外部设备。同样，CPU也可执行如MOV A，P1的指令，将外部设备送到P1上脚上的8位数据并行地读入累加器A。 串行通信的特点是：数据传送按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但速度慢。计算机与外界的数据传送大多数是串行的，其传送的距离可以从几米到几千公里。 二、两种串行通信方式 串行通信根据通讯双方是否采用同一个时钟，又分为异步通信和同步通信两种方式。 1、异步通信方式 异步通信用起始位0”表示字符的开始，然后从低位到高位逐位传送数据，最后用停止位“1”表示字符结束，见图。一个字符又称一帧。图中a，一帧信息包括1位起始位、8位数据位和1位停止位。图b中，数据位增加到9位。在MCS-51计算机系统中，第九位数据D8可以用作奇偶校验位，也可以用作地址/数据帧标志，D8＝1表示该帧信息传送的是地址，D8=0表示传送的是数据。两帧信息之间可以无间隔，也可以有间隔，且间隔时间可任意改变，间隔用空闲位1来填充。 1）、波特率（Baud rate）：每秒传送的位数。每秒传送一个格式位就是1波特。即： 1波特=lbps(位／秒) 例如电传打字机的传送速率每秒10个字符，若每个字符为11位，则波特率为 11位／字符×10字符/s＝110位/s． 2）、帧（frame）：从起始位开始到停止位结束的全部内容称之为一帧，帧是一个字符的完整通信格式，因此也就把串行通信的字符格式称之为帧格式。 起始位：发送器是通过发送起始位而开始一个字符的传送。起始位使数据线处于“space”状态。 数据位：起始位之后就传送数据位。在数据位中，低位在前（左），高位在后（右）。数据位可以是5、6、7或8位。 奇偶校验位：用于对字符传送作正确性检查。共有3种可能，即奇校验、偶校验和无校验。 停止位：停止位在最后，用以标志一个字符传送的结束，它对应于mark状态。停止位可能是1、1. 5或2位，在实际应用中根据需要确定。 2、同步通信方式 在同步通信中，每一数据块开头时发送一个或两个同步字符，使发送与接收双方取得同步。数据块的各个字符间取消了起始位和停止位，所以通信速度得以提高，见图7一3。同步通信时，如果发送的数据块之间有间隔时间，则发送同步字符填充。 三、串行通信的数据通路形式 串行数据通信共有以下几种数据通路形式。 1、单工(Simplex)形式 单工形式的数据传送是单向的。通信双方中一方固定为发送端，另一方则固定为接收端。单工形式的串行通信，只需要一条数据线。如图8.4所示。例如计算机与打印机之间的串行通信就是单工形式，因为只能有计算机向打印机传送数据，而不可能有相反方向的数据传送。 2、全双工(Full-duplex)形式 全双工形式的数据传送是双向的，且可以同时发送和接收数据，因此全双工形式的串行通信需要两条数据线。如图8. 5所示。 3.半双工(Half-duplex)形式 半双工形式的数据传送也是双向的。但任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工形式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。如图8．6所示。 MCS-51串行结构与工作原理 串行口结构 如上所述，MCS - 51串行1/O接口的基本工作是：发送时，将CPU送来的并行数据转换成一定格式的串行数据，从引脚TXD（P3．1）上按规定的波特率逐位输出；接收时，要监视引脚RXD（P3.0），一旦出现起始位“0”，就将外围设备送来的一定格式的串行数据转换成并行数据，等待CPU读人。 接收缓冲器是双缓冲的，是为了避免在接收下一帧数据之前，CPU未能及时响应接收器的中断，把上帧数据读走，而产生两帧数据重叠的问题而设置的双缓冲结构。对于发送缓冲器，为了保持最大传输率，一般不需要双缓冲，这是因为发送时CPU是主动的，不会产生写重叠的问题。 第二节 串行接口控制与状态寄存器 1、串行口控制寄存器SCON 功能说明如下： ·SM0、SM1—串行口工作方式选择位 其状态组合所对应的工作方式为： ·SM2—多机通信控制位 SM2位主要用于方式2和方式3。当串行口方式2或方式3接收时，如SM2=1，则只