《单片机原理与应用技术》课件第6章.ppt

第六章串行通信

6.1串行通信

6.280C51串行口

6.3多机通信

6.4习题

实训六串行通信应用

6.1串行通信

通信是指数据的传输与交换。数据通信可以通过两种方

式进行：并行通信和串行通信。串行通信是指使用一条数据

线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定

的时间长度。并行通信需要多条数据线，将数据的各个数位

同时传送。并行通信速度快，但用的通信线多、成本高。串

行通信需要的数据线少，适合于长距离传输，但传输速度慢。

并行通信传送速度快，但需要多条数据线，有时还需要控制

线。图6-1为两种通信方式连接示意图。

图6-1并行通信和串行通信方式连接示意图

6.1.1异步通信和同步通信

1．异步通信方式

异步通信方式是一种常用的通信方式，以帧为发送单位。

帧由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。

起始位占1位，数据位占5～8位，奇偶校验位占1位(也可以

没有奇偶校验位)，停止位占1或2位，如图6-2所示。

图6-2异步通信原理示意图

2．同步通信方式

同步通信是一种比特同步的通信方式，要求发收双方具

有同频同相的同步时钟信号，用同步起始位作为发送或接收

数据的开始，如图6-3所示。

图6-3同步通信原理示意图

6.1.2串行通信的数据传送模式

串行通信按照数据传送方向可分为三种传送模式：

1．单工通信模式

单工通信模式是指通信双方只能进行单方向传输。单工

通信的通信线是单向的，发送端只有发送器，只能发送数据；

接收端只有接收器，只能接收数据，如图6-4(a)所示。

图6-4串行通信制式

2．半全双工模式

半双工模式是指通信双方都能进行数据传输，双方都设

有发送器和接收器，都能发送数据和接收数据，但不能同时

进行，即发送时不能接收，接收时不能发送，如图6-4(b)所

示。

3．全双工模式

全双工模式是指通信双方能同时进行数据传输，双方都

设有发送器和接收器，能同时发送数据和接收数据，如图6-

4(c)所示。

6.1.3信号的调制与解调

计算机生成的信号都是数字信号。有的数据传输线路是

模拟线路，只能传输模拟信号，例如电话网。因此计算机在

通信时需要对二进制数据进行调制，在发送时将数字信号转

换为模拟信号，接收时将模拟信号转换为数字信号。完成模

拟信号与数字信号转换的设备称为调制解调器。

调制解调器(Modem)的工作原理：调制解调器分为调制

器和解调器两部分，在发送数据时，调制器将发送端计算机

内的数字信号转换为模拟信号，传输到模拟线路上。在接收

数据时，解调器将接收到的模拟信号转换为数字信号，传送

到接收端的计算机上，如图6-5所示。

图6-5利用调制解调器通信的示意图

6.1.4串行通信的校验

1．奇偶校验

奇校验是指数据中“1”的个数与校验位中“1”的个数之

和为奇数；偶校验是指数据中“1”的个数与校验位中“1”的

个数之和为偶数。接收方和发送方采用相同的校验方法，即

或者都是奇校验，或者都是偶校验。在发送字符时，发送方

计算出校验位，放在数据位的后面一起发送。在接收数据时，

接收方采用同样的方法计算校验位，如果和接收到的校验位

不同表明传输过程中出现了差错。

2．和校验

和校验是指发送方将所发数据块求和，产生一个字节的

校验字符附加到数据块末尾。接收方接收数据时也对数据块

求和，将所得的结果和发送方发过来的“校验字符”相比较，

相符则认为无差错，否则认为传送过程中出现了差错。

3．循环冗余校验

循环冗余校验的基本原理是将一个数据块看成一个位数

很长的二进制数，然后用一个特定的数去除它，将余数作为

校验码附加数据块后一起发送。接收端收到该数据块和校验

码后，进行同样的运算来校验传送是否出错。

6.1.5波特率

波特率是指数据传输的速率，它表示每秒钟传送的二进

制代码的位数，其单位是位/秒(b/s)。

例：设数据的传输率是240字符/s，求传输的波特率。

因为1个字符共10个二进制位，1个起始位，1个停止位，8个

数据位，所以波特率为

10 b × 240/s = 2400 b/s

波特率的倒数就是传输一个二进制位所需的时间(td)，

称为位码传送时间，即

1b

td==0.4165ms

2400b/s

波特率是衡量传输通道频宽的指标，它