单片机原理与接口技 术7.ppt

串行通信只用一位数据线传送数据的位信号，即使加上几条通信联络控制线，也用不了很多电缆线。 串行通信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间、处于两地的计算机之间采用串行通信就非常经济。 串行通信要求有转换数据格式、时间控制等逻辑电路，这些电路目前已被集成在大规模集成电路中（称为可编程串行通信控制器），使用很方便。 本章将介绍89C51串行口的结构及应用， 一台PC机控制多台89C51前沿机的分布式系统， 通信接口电路和软件设计，并给出设计实例，包括接口电路、程序框图、主程序和接收/发送子程序。 7.1.1 数据通信 通信 CPU与外设之间进行信息交换， 多台计算机之间也往往要交换信息， 所有这些信息交换均可称为通信。 通信方式有两种------并行通信和串行通信。 7.1.1 数据通信 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。 例如，PC机与外部设备（如打印机等）通信时，如果距离小于30m，可采用并行通信方式；当距离大于30m时，则要采用串行通信方式。 89C51单片机具有并行和串行二种基本通信方式。 并行通信 数据的各位同时进行传送（发送或接收）的通信方式。 优点 传送速度快； 缺点 数据有多少位，就需要多少根传送线。 并行通信在位数多、传送距离又远时不合适 串行通信 数据是一位一位按顺序传送的通信方式。 优点 只需一对传输线（利用电话线就可作为传输线），大大降低了传送成本，适用远距离通信； 缺点 传送速度较低。 设并行传送N位数据所需时间位T，那么串行传送的时间至少为NT,实际上总是大于NT的。 7.1.2 串行通信的传输方式 串行通信的传送方式通常有三种： 单向（或单工） 半双向（或半双工） 全双向（全双工） 7.1.2 串行通信的传输方式 单向（或单工）: 只允许数据向一个方向传送 半双向（或半双工）: 允许数据向两个方向中的任一方向传送，但每次只能有一个站点发送 全双向（全双工）: 允许同时双向传送数据，因此，全双工配置是一对单向配置，它要求两端的通信设备都具有完整和独立的发送和接受能力。 7.1.3 异步通信和同步通信 串行通信两种基本方式：异步通信和同步通信 1、异步通信 数据是一帧一帧（包括一个字符代码或一字节数据）传送的，每一帧的数据格式如图所示 1、异步通信 在帧格式中，一个字符由四个部分组成： 起始位、数据位、奇偶校验位、停止位 首先是一个起始位（0）， 然后是5位--8位数据（规定低位在前，高位在后）， 接下来是奇偶校验位（可省略）， 最后是停止位（1）。 1、异步通信 起始位（0）：信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不传送字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道发来一个新字符， 应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进行。 数据位：起始位后面紧接着是数据位，它可以是5位、6位、7位或8位。 1、异步通信 奇偶校验（D8）：只占一位，但在字符中也可以规定不用奇偶校验位，则这一位就可省去。也可用这一位（1/0）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等）。 停止位：用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑1）。停止位可以是1位、1.5位或2位。接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符做好准备--只要再接收到0，就是新的字符的起始位。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符，则使线路电平保持为高电平（逻辑1）。 1、异步通信 例如，规定用ASCII编码，字符为七位，加一个奇偶校验位、一个起始位、一个停止位，则一帧共十位。 2、同步通信 在数据开始传送前用同步字符来指示（常约定1个--2个），并由时钟来实现发送端和接收端同步，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据，直到通信告一段落。 同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字符SYNC来指示，其数据格式如图所示。 2、同步通信 同步字符的插入可以是单同步字符方式或双同步字符方式，如图所示，然后是连续的数据块。同步字符可由用户约定。按同步方式通信时，先发送同步字符，接收方检测到同步字符后，即准备接收数据。 在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号。 同步传送可以提高传输速率（达56kb/s或更高），但硬件比较复杂。 3、波特率（Baud rate） 波特率，即数据传送速率，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它的单位是b/s。 波特率对于CPU与外界的通信是很重要的。 假设数据传送速率