第八章串行口(改).ppt

本章介绍的主要内容 ★串行通信的基本概念 ★串行通信接口结构和工作原理 ★串行通信的控制寄存器 ★串行通信的应用编程 8 · 1 概 述 单片机应用与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。如下图所示。 ★ 数据通信方式有两种：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。 只需一根数据，一根地线，共2 根。 （如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。 ★串行通信的分类：同步串行通信和异步串行通信 一、异步通信： 优点：硬件结构简单。 缺点：传输速度慢。 二、同步通信  在同步通信中，发送方在数据或字符开始处用同步字符(常约定1～2个字节)指示一帧的开始 ，由时钟来实现发送端和接收端同步，接收方一旦检测到与规定的同步字符符合，下面就连续按顺序传送若干个数据 ，最后发校验字节。见下图： 三、单工、半双工、全双工通信方式 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： 1.实现数据格式化 因为CPU发出的数据是并行数据，接口电路应实现不同串行通信方式下的数据格式化任务， 如自动生成起止方式的帧数据格式(异步方式)或在待传送的数据块前加上同步字符等。 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，接口要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。四、 波特率 单位时间内传送的信息量。 在计算机中，以每秒传送的二进制位数为单位。 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 （一）通信线的连接??? 通信速率和通信距离这两个方面是相互制约的，降低通信速率，可以提高通信距离. 不同的通信距离，串行通信电路有不同的连接方法 （二）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： 10Mbit/s， : 300m 90Kbit/s， ：1200m 1．?2. 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 RS－232C 美国电子工业协会(EIA),异步通信标准。 ●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 ∽