第8章 串行数据通信第8章 串行数据通信.doc

第8章 串行数据通信 一、教学要求： 掌握：串行口结构与工作原理。 理解：串行通信方式。 了解：波特率设计，串行口应用。 二、教学内容： 重点：难点： 一、串行通信基本原理： 并行 数据传送 同步 串行 异步（用于单片机中） 二、串行通信的基本方式： (一)异步通信： 以字符为传送单位用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束字符，间隔不固定，只需字符传送时同步即可。 异步通讯常用格式：一个字符帧 异步通信的双方需要两项约定： 1.字符格式： 一帧字符位数的规定：数据位，校验位，起始位和停止位。 2.波特率(位/秒)和传送速率的规定： 例：要求每秒传送120个字符，每帧为10位。 解：B=120×10=1200波特 每位0.83ms 数据位传送输率=120×8=960位/秒 (二)同步通信： 以一串字符为一个传送单位，字符间不加标识位，在一串字符开始用同步字符标识，硬件要求高，通讯双方须严格同步。 三、串行接口功能： （1）发送器：并(串数据格式转换，添加标识位和校验位，一帧发送结束，设置结束标志，申请中断。 （2）接收器：串(并数据格式转换，检查错误，去掉标识位，保存有效数据，设置接收结束标志，申请中断。 （3）控制器：接收编程命令和控制参数，设置工作方式：同步/异步、字符格式、波特率、校验方式、数据位与同步时钟比例等。 四、串行数据传送方向： 1、单工通讯：数据单向传送。（1条数据线，单向） 2、半双工通讯：数据可分时双向传送。（2条数据线，双向） 3、全双工通讯：可同时进行发送和接收。（1条或2条数据线，双向） 五、异步串行通信的信号形式： 1、远距离直接传输数字信号，信号会发生畸变，因此要把数字信号转变为模拟信号再进行传送。可利用光缆、专用通信电缆或电话线。 方法：通常使用频率调制法（频带传送方式）。 通常： “1”：1270Hz或2225Hz； “0”：1070Hz或2025Hz。 2、因通信时（有干扰）信号要衰减，所以常采用RS232电平负逻辑，拉开“0”和“1”的电压档次，以免信息出错： 8-2 串行口及控制寄存器 8-2-1 MCS-51串行接口 1个全双工串行接口，可同时进行发送和接收。 串行接口输入/输出引脚：TXD(P3.1)、RXD(P3.0) 数据格式：按不同方式，一帧数据位数 8/10/11 发送/接收时，数据皆低位在前。 一帧字符发送/接收结束，置位标志位(TI/RI)，并申请串行中断。 中断控制：中断允许位ES、总允许EA； 中断入口：0023H。 一、串行接口控制： 1.数据缓冲器SBUF： 发送SBUF和接收SBUF共用一个地址99H。 1）发送SBUF存放待发送的8位数据，写入SBUF将同时启动发送。发送指令： MOV SBUF，A 2）接收SBUF存放已接收成功的8位数据，供CPU读取。 读取串行口接收数据指令： MOV A，SBUF 2.节电控制寄存器PCON： SMOD（PCON.7）：波特率加倍控制位。 SMOD=1，波特率加倍； SMOD=0，则不加倍。 3.串行口控制/状态寄存器SCON(98H)： SM0、SM1：选择串行口4种工作方式。 SM2：多机控制位，用于多机通讯。 REN：允许接收控制位，REN=1，允许接收； REN=0，禁止接收。 TB8：发送的第9位数据位，可用作校验位和地址/数据标识位。 RB8：接收的第9位数据位或停止位。 TI ：发送中断标志，发送一帧结束，TI=1，必须软件清零； RI ：接收中断标志，接收一帧结束，RI=1，必须软件清零。 8-3 串行通信工作方式 SM0、SM1选择四种工作方式。 （1）方式0：同步移位寄存器方式 用于扩展并行I/O接口。 1. 一帧8位，无起始位和停止位。 2. RXD：数据输入/输出端。 TXD：同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。 3. 波特率B = fosc/12 如： fosc=12MHz，B=1MHz，每位数据占1(s。 4. 发送过程：写入SBUF，启动发送，一帧发送结束，TI=1。 接收过程：REN=1且RI=0，启动接收，一帧接收完毕，RI=1。 时序图： (2) 方式1：8位数据异步通讯方式 1. 一帧10位：8位数据位，1个起始位(0)，1个停止位(1)。 2. RXD：接收数据端。 TXD：发送数据端。 3.波特率：用