單片機課件串行口

單片機課件串行口第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日第十章

MCS—51串行通信接口技術微機聯(lián)網(wǎng)：單片機與單片機；單片機與其他微機之間實現(xiàn)信息共享；典型的計算機測量與控制系統(tǒng)構成：第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日一個典型集散式（DCS）控制系統(tǒng)的構成

第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日§10.1串行通信基礎

數(shù)據(jù)通信方式：并行通信與串行通信并行通信：一次傳輸8（16、32Bit）

8根數(shù)據(jù)線，1根控制線，

1根狀態(tài)線，地線，共11根；特點：速度快，適合近距離傳輸計算機并口，打印機，8255串行通信：數(shù)據(jù)一位一位地發(fā)送，一根發(fā)送線，一根接受線，地線，共3根 特點：硬件方便，適合距離遠，速度要求不高的場合分類：同步串行通信和異步串行通信第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日一、異步通信：

串行通信就是將并行的數(shù)據(jù)分開后，一位一位地發(fā)送出去，接收方也是一位一位地接收數(shù)據(jù)，這就需要通信的雙方有一個協(xié)議，什么時候開始發(fā)送，什么時候發(fā)送完畢；接收方收到的信息是否正確等，而這些信息只能以電平的高低來表示，構成這些位的數(shù)據(jù)稱為一幀。異步串行通信規(guī)定了傳輸數(shù)據(jù)的結構即幀格式：起始位數(shù)據(jù)位奇偶校驗位停止位第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日1.起始位：在數(shù)據(jù)發(fā)送線上規(guī)定無數(shù)據(jù)時電平為1，當要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先發(fā)送一個低電平0，表示數(shù)據(jù)傳送的開始，這就是起始位。2．數(shù)據(jù)位：真正要傳送的數(shù)據(jù)，可以是8位、10位等多位，數(shù)據(jù)位是由低位開始，高位結束；3．奇偶校驗：數(shù)據(jù)發(fā)送完后，發(fā)送奇偶校驗位，以檢驗數(shù)據(jù)傳送的正確性，這種校驗方法是有限的，但是容易實現(xiàn)。

4.停止位：表示數(shù)據(jù)傳送的結束，可以是一位或兩位。

第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日幀格式：

第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日二、同步通信

同步通信先發(fā)送一個字符，作為同步字符，之后便連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間不能有間隔，直到數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。速度要比異步通信快通用異步接受/發(fā)送器（UNIVERSALASYNCHRONOUSRECEIVER/TRANSMITTER）：UART：82506850

第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日三、單工、半雙工、全雙工通信方式

1．

單工方式:一端是發(fā)送端，另外一端是接收端：

第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日半雙工發(fā)式

每端口由一個發(fā)送器和接收器，通過開關連接在線路上，數(shù)據(jù)可以雙方交換，但不能同時發(fā)送和接收.

第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日3.全雙工方式

通信雙方用兩個獨立的收發(fā)器單獨連接,可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù),因而提高了速度。

第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日4.波特率

單位時間內(nèi)傳送的信息量。以每秒傳送的位為單位：電傳機：10字符/秒，1個字符11位，波特率為：10×11=110（波特）位寬：傳送過程中平均每位占用時間

Td=9.1ms(1/110)第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日§10.2串行通信總線標準及接口

測控系統(tǒng)中，計算機通信主要采用異步串行通信方式，常用的異步串行通信接口標準有三種：●RS-232（RS-232ARS-232BRS-232C）●RS-449（RS422RS423RS485）●20mA電流環(huán)第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日一、通信方式的選取

1．

1.

通信速率和通信距離這兩個方面是相互制約的，降低通信速率，可以提高通信距離

RS-232C：速率：20Kbit/S，最大通信距離：15mRS422：10Mbit/s，:300m90Kbit/s，：1200m第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日1．

2.抗干擾能力采用標準的通信接口，本身具有一定的抗干擾能力，但是工業(yè)現(xiàn)場的情況往往很惡劣，因而要根據(jù)具體情況進行選擇。

RS232C：一般場合

RS422：共模信號比較強光纖：電磁干擾較強第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日二、RS232C簡介

美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）公布的一種異步通信標準：RS232C標準：●設備之間通信的距離不大于15米●最大傳輸速率20KB/S●采用負邏輯：“1”——―5V∽―15V“0”——+5V∽+15V●不帶負載時輸出電平：―25V∽+25V●輸出短路電流：<0.5A●最大負載電容:2500pF第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日TTL電平可以由專用集成電路轉(zhuǎn)換成RS232C標準;

如:MC1488或75188TTLRS232CMC1489或75189RS232CTTL由于MC1488需要采用±12V電源，一般在單片機通信中大量使用的是只需要+5V電源、具有發(fā)送和接收的一體化芯片，如：MAX232、ICL232、ADM202等。第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日MAX232芯片內(nèi)部有兩路接收器和發(fā)送器具有電源變換電路

第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日MCS—51雙機通信（利用MAX232）

第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日三、調(diào)制與解調(diào)

RS232C通信距離很短，RS422通信距離不過1200米；更長距離需采用調(diào)制與解調(diào)。

第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日§10.3MCS-51的串行口的結構

8051有一個可編程的全雙工串行通信接口，它可作UART用，也可作同步移位寄存器，其幀格式可有8位、10位或ll位，并能設置各種波特率，給使用者帶來很大的靈活性。

第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日一、結構

第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日805l通過引腳RXD(P3．0，串行數(shù)據(jù)接收端)和引腳TXD(P3.l，串行數(shù)據(jù)發(fā)送端)與外界進行通信。圖中有兩個物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF，它們占用同一地址99H，可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫入，不能讀出，接收緩沖器只能讀出、不能寫入。

第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日

串行發(fā)送與接收的速率與移位時鐘同步。8051用定時器T1作為串行通信的波特率發(fā)生器，T1溢出率經(jīng)2分頻(或不分頻)又經(jīng)16分頻作為串行發(fā)送或接收的移位脈沖。移位脈沖的速率即是波特率。接收器是雙緩沖結構，在前—個字節(jié)被從接收緩沖器SBUF讀出之前，第二個字節(jié)即開始被接收(串行輸入至移位寄存器)，但是，在第二個字節(jié)接收完畢而前—個字節(jié)CPU未讀取時會丟失前一個字節(jié)。

串行口的發(fā)送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名義進行讀或?qū)懙?，當向SBUF發(fā)“寫”命令時(執(zhí)行MOVSBUF，A指令)，即是向發(fā)送緩沖器SBUF裝載并開始由TXD引腳向外發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，發(fā)送完便使發(fā)送中斷標志位TI＝1。

第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期日在滿足串行口接收中斷標志位RI〔SCON．0〕＝0的條件下，置允許接收位REN(SCON．4)＝1就會啟動接收一幀數(shù)據(jù)進入輸入移位寄存器，并裝載到接收SBUF中，同時使RI＝l。當發(fā)讀SBUF命令時(執(zhí)行MOVA，SBUF指令)，即是由接收緩沖器(SBUF)取出信息通過8051內(nèi)部總線送CPU。

對于發(fā)送緩沖器