[工学]第8章串行口200511.ppt

第八章 单片机的串行接口 单片机应用于数据采集或工业控制时，往往作为前端机安装在工业现场，远离主机，现场数据采用串行通信方式发往主机进行处理，以降低通信成本，提高通信可靠性。如图所示。 1.数据通信方式分类：并行通信与串行通信 ●并行通信：所传送数据的各位同时发送或接收， 数据有多少位就需要多少根数据线。 特点：速度快，成本高，适合近距离传输如计算机并口，打印机，8255。 ●串行通信：所传送数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。可只需一根数据，一根地线，共2根（双向通信发送和接收各需1根数据线）。 特点：成本低，硬件方便，适合远距离通信，传 输速度低。 2.串行通信的分类 同步和异步 (2)同步串行通信  在同步通信中，发送方在数据或字符传送前,以1～2个字节的同步字符指示一帧的开始，由时钟信号来实现发送端和接收端同步，接收方一旦检测到同步字符就开始接收，发送方将连续按顺序传送若干个数据，最后发校验字节。 3.按通信方向分类 单工、半双工、全双工通信方式 (1)单工方式: 一端是发送端，另外一端是接收端 (2) 进行串、并转换 在发送端，接口将CPU送来的并行信号转换成串行数据进行传送；而在接收端，接口将接收到串行数据变成并行数据送往CPU，由CPU进行处理。 (3) 控制数据的传输速率 接口应具备对数据传输率—波特率的控制选择能力，即具有波特率发生器。 (4) 进行传送错误检测 在发送时，对传送的数据自动生成校验位或校验码，在接收端能检查校验位或校验码，以确定传送中是否有误码。 51系列单片机内有一个全双工的异步通信接口，通过对串行接口写控制字可以选择其数据格式，同时内部有波特率发生器，提供可选的波特率，可完成双机通信或多机通信。 波特率：单位时间（秒）内传送的二进制位数。 例如：100字符/秒，1个字符11位，波特率为： 100×11=1100（波特） 平均每位传送占用时间： Td = 1/1100=0.909ms （1）通信线的连接??? 不同的通信距离，串行通信电路有不同的连接方法 （2）串行通信接口总线标准 测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异步总线标准有三种： RS-232（RS-232A RS-232B RS-232C） RS-449（RS422 RS423 RS485） 20mA电流环 这里重点介绍RS-232 RS-232C：速率： 20Kbit/s， 最大通信距离：15m RS422： 速率： 10Mbit/s， 传输距离: 120m 采用低传输率时，如：90Kbit/s， 最大通信距离：1200m 抗干扰能力 采用标准的通信接口，本身具有一定的抗干扰能力，但是工业现场的情况往往很恶劣，因而要根据具体情况进行选择。 RS232C：一般场合 RS422： 共模信号比较强 光纤： 电磁干扰较强 6. RS－232C 美国电子工业协会（EIA）公布的一种异步通信 标准。RS-232C的采用的D型连接器有25针的和9针的, 微机中都采用9针。各引脚功能如下： (1) 基本数据传送线 TXD:数据发送 RXD:数据接收 GND:信号地线 (2) 握手信号 RTS:请求发送信号 CTS:清除传送,是对RTS的响应信号 DCD:数据载波检测(输入) DSR:数据通信准备就绪(输入) DTR:数据终端就绪,表明计算机已做好接收准备(输出) RS-232C标准： ● 设备之间通信的距离不大于15米 ● 最大传输速率20Kb/s ● 采用负逻辑：“1” —— -5V～-15V “0” —— +5V～+15V ● 不带负载时输出电平：-25V～+25V ● 输出短路电流： 0.5A ● 最大负载电容: 2500pF 当计算机采用RS232标准时必须通过电平转换。 TTL电平可以由专用集成电路转换成RS232C标准： 如:利用MC1488或75188实现 TTL RS232C 利用MC1489或75189实现 RS232C TTL 由于MC1488需要使用±12V电源，一般在单片机 通信中