单片机原理及应用第九章

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1、第9章MCS-51单片机的串行口9.1数据通信基础知识9.2MCS-51单片机的串行口结构与工作原理9.3串行口的控制寄存器9.4串行口的工作方式9.5单片机与PC机的通信9.1数据通信基础知识9.1.1.数据通信的概念不同的独立系统利用线路（传输介质）互相交换信息（数据）称之为通信。而构成整个通信的线路（传输介质）称之为网络。如果交换信息的系统是计算机系统的话，则称之为计算机网络（ComputerNetwork）通信。计算机通信也称为数据通信，典型的数据通信系统可用下面的等式来描述:数据通信=数据处理+数据传输为了解决数据是如何传输的,数据是如何编码的

2、,数据通信是以什么样的规则去管理和控制的等问题,可以把数据通信划分为三个基本部分:传输、通信接口和通信处理。9.1.2通信协议1.通信协议的概念数据通信是机器之间的通信，所以和其它通信方式一样，应该在通信系统中规定一个统一的通信标准，即通信的内容是什么，如何通信，何时通信，都必须在通信的实体之间达成大家都能接受的协定，这些协定就被称为通信协议。也可以将协议定义为监督和管理两个实体之间的数据交换的一整套规则。简单地说，通信协议是对数据传送方式的规定，包括数据格式和数据位的定义等。通信协议由以下三个部分组成:⑴语法:规定通信双方彼此“如何讲”，即确定协议元素

3、的格式，包括数据格式和信号电平。⑵语义：规定通信双方彼此“讲什么”，即确定协议元素的类型和内容，包括用于相互协调及差错处理的信息。⑶定时关系：规定事件执行的顺序，即确定通信进程中通信的状态变化，包括速度匹配和时序。如规定正确的应答关系等。2.串行通信协议串行通信协议有同步协议和异步协议两种。异步串行通信协议规定字符数据的传输格式，主要有下述内容：⑴起始位。通信线上没有数据传送时处于逻辑“1”的状态（又称mark）。当发送设备要发送一个字符数据时，首先发出一个逻辑“0”信号，这个逻辑低电平就是起始位（又称space状态）。起始位所起的作用就是使设备同步，通

4、信双方必须在传送数据位前协调同步。⑵数据位。当接收设备收到起始位后，紧接着就会收到数据位。80C51串行口采用8位或9位数据传送。⑶奇偶校验位。数据位发送完之后，便可以发送奇偶校验位。奇偶校验用于有限差错检测，通信双方应约定一致的奇偶校验方式。⑷停止位。在奇偶或数据位（当无奇偶校验时）之后发送的是停止位。停止位是一个字符数据的结束标志，可以是1位、1.5位或2位的低电平。⑸帧（frame）。从起始位开始到停止位结束的全部信息位的内容称为一帧，帧在异步串行通信中是一个字符的完整通信格式，所以我们可将异步通信的字符格式称之为帧格式，即每个字符均是独立传送的一

5、帧。在异步串行通信中，一个字符代码在通信线路上的传输格式如图9.1所示。(A）异步通信格式（B）字符‘E’（ASCII码为45H）的传送波形图9.1异步串行通信的传送格式⑹波特率设置。通信线路上传送的所有位信号都保持一致的信号持续时间，每一位的宽度都由数据传送速率确定，而传送速率是以每秒传送多少个二进制位来度量的，这个速率称作波特率（BaudRate），其单位为bps（bitspersecond，位/秒）。例如，如果数据以每秒300个二进制位在通信线路上传输，那么这个传输速率就是300波特。在串行通信中，二进制信息位的发送与接收分别由发送端和接收端的时钟

6、脉冲进行定时控制，时钟频率越高，则波特率也高，串行通信的传输率快，反之则慢。在串行通信中经常使用的标准波特率在RS-232C标准中已有规定，如1200、2400、4800、9600bps等，使用时可根据实际需要加以选择。9.1.3数据传输模式1.并行与串行传输⑴并行通信（ParalledCommunication）：并行通信是将待传送字符的二进制代码中的各数据位在并行信道上同时传送的方式。并行传输时，一次传输一个字符，这种方式速度快，效率高，但所需的数据线数目较多（等于所传送数据的字长），而且在传送过程中容易因线路的因素（如信号衰减问题、信号间相互串音干

7、扰问题）导致信息传送发生错误。因此并行通信的控制比较复杂，传送成本较高，仅适用于传送距离较短的场合，如系统内的信息传送等。⑵串行通信（SerialCommunication）：串行通信是将待传送字符中的各数据位在一条信道上以位为单位，按时间及位的顺序依次进行传送的方式。显然，串行传送速度低于并行传送，但只需一条传输信道，传送控制较为简单，传输成本较低，适用于传送距离较长的场合，加上驱动后其传输距离可以从几米到几千公里。串行通信又可分为同步和异步两种方式。2.同步和异步传输⑴异步传输方式：在异步传输方式下，传输数据是以字符为单位的，当发送一个字符代码时，字

8、符前面要加一个“起”信号，其长度为1个码元,极性为”0”,即空号极性；字符后面要