《单片机原理及应用 》课件_第6章.pptx

第6.章单片机串行通信技术

.6.1串行通信的基本概念

6.2串行通信口的结构

6.3串行通信口的控制

6.4串行通信口的4种工作方式

6.5串行通信口的波特率设置

任务6-1利用串口控制数码管显示十六进制字符

任务6-2实现PC与单片机串行接口通信

本章小结

习题

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单片机通信是指单片机与外部的信息交换。通常采用两

种形式，即并行通信和串行通信。所谓并行通信，是指构成一组数据的各位同时进行传输的通信方式。串行通信则是指

数据一位一位地顺序传输的通信方式。

串口通信的物理层有很多标准及变种，我们主要讲解RS-232标准。RS-232标准主要规定了信号的用途、通信接口以及信号的电平标准。使用RS232标准的串口设备间常见的通信结构如图6-1所示。

设备A

TTL电平控制器A

设备B

电平TTL电平转换

芯片

RS-232标准

DB9

接口

图6-1串口通信结构图

电平转换芯片

DB9

接口

控制器B

在最初的应用中，RS-232串口标准常用于计算机、路

由与调制调解器(MODEN,俗称“猫”)之间的通信，在这种通信系统中，设备被分为数据终端设备DTE(计算机、路由)和数据通信设备DCE(调制调解器)。我们以这种通信模型讲解它们的信号线连接方式及各个信号线的作用。

在台式计算机中一般会有RS-232标准的COM口(也称DB9接口),如图6-2所示。

USB3.0千兆网络接口

VGAUSB2.0高清音频接口

图6-2电脑主板上的COM口

PS/2鼠标接口

PS/2键盘接口

—LPT

COM

其中接线口以针式引出信号线的称为公头，以孔式引出

信号线的称为母头，如图6-3所示。在计算机中引出的一般为公头，而在调制调解器设备中引出的一般为母头，使用上

图中的串口线即可把它与计算机连接起来。通信时，串口线中传输的信号就是使用前面讲解的RS-232标准调制的。

母头

DCDTXDRXDDTRGND12345

6789

DSRRTSCTSRI

公头

DCDRXDTXDDTRGND12345

6789

DSRRTSCTSRI

图6-3DB9标准的公头及母头接法

6.1串行通信的基本概念

6.1.1并行通信

并行通信是指构成一组数据的各位同时进行传输的通信方式。并行通信特点：并行通信速度高，但数据线多，结构复杂，成本高，一般适用于近距离通信。并行通信方式如图6-4所示。

—8位同时传送

询问

图6-4并行通信方式

发送设备

接收设备

0

1

0

0

10

6.1.2串行通信

串行通信是指数据一位一位地顺序传输的通信方式。它的特点：速度低，但接线简单，适用于远距离通信。串行通信有两种基本方式：同步通信方式和异步通信方式。串行通信方式如图6-5所示。

DO

8位顺次传送

图6-5串行通信方式

发送设备

接收设备

D7

1)同步通信方式

同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为

“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系。

2)异步通信方式

它是指发送方和接收方采用独立的时钟。但是，为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。异步通信方式如图6-6所示。

间隙任意

图6-6异步通信方式

发送设备

接收设备

01110

0100|111100110

0

0

1

1

异步通信是以字符(构成的帧)为单位进行传输的，字符与

字符之间的间隙(时间间隔)任意，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间是异步的(字符之间不一定有

“位间隔”的整数倍的关系),但同一字符内的各位是同步的(各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍)。

为了实现异步传输字符的同步，采用的办法是使传送的

每一个字符都以起始位“0开始，以停止位“1”结束。这样，传送的每一个字符都用起始位来进行收发双方的同步，停止位和间隙作为时钟频率偏差的缓冲，即使双方时钟频率略有偏差，总的数据流也不会因偏差的积累而导致数据错位。

异步通信的数据格式如图6-7所示。

LSBMSB

图6-7异步通信的数据格式

一个字符帧

数据位

起始位

空闲

下一字符起始位

停止位

校验位

空

闲