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1、第十一章串行接口与应用11.1串行通信的基本知识11.2MCS-51单片机串行口的结构与工作方式11.3主从式多机通信11.1串行通信的基本知识11.1.1数据通信的基本概念1、数据通信计算机与计算机之间或计算机与其外界的数据传送通信介质：电话线、微波中继站、卫星链路和物理电缆2、通信方式（1）并行通信（速度快、造价高）（2）串行通信（速度慢、造价低、应用广泛）（3）USB通信（）11.1.2串行通信的分类（2）（1）异步串行通讯（2）同步串行通信11.1串行通信的基本知识异步通信所传输的数据格式(串行帧)由1
2、个起始位、7个或8个数据位、1～2个停止位(含1.5个停止位)和1个校验位组成。起始位约定为0;空闲位约定为1。异步通信实质是指甲乙通信双方采用独立的时钟,每个数据均以起始位开始,停止位结束,起始位触发甲乙双方同步时钟。每个异步串行帧中的1位彼此严格同步,位周期相同。所谓异步是指发送、接收双方的数据帧与帧之间不要求同步,也不必同步。同步通信所传输的数据格式(也称同步串帧)是由多个数据帧构成的,每帧有两个同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据。空闲位需发送同步字符。因此,同步是指发送、接收双方的数据帧
3、与帧之间严格同步,而不只是位与位之间严格同步。异步通信比较灵活,适用于数据的随机发送/接收;而同步通信则是成批数据传送。异步传输一批数据因每个字节均有起始位和停止位控制而使发送/接收速度有所降低,一般适用于每秒50～9600位,而同步传输速度较快,可达每秒80万位。11.1.3串行通信操作模式（1）单工通信（2）半双工通信（3）全双工通信。11.1.4波特率及时钟频率波特率bps(bitpersecond)是单位时间传输的数据位数。1波特率=1bit/s=1bps波特率的倒数即为每位传输所需的时间。互相通信的甲
4、乙双方必须具有相同的波特率,否则无法成功地完成数据通信。发送和接收数据是由同步时钟触发发送器和接收器而实现的。发送/接收时钟频率与波特率有关,即fT/R=n×BRT/R其中:fT/R:发/收时钟频率,Hz;BRT/R:发/收波特率,bps;n:波特率因子。同步通信n=1。异步通信n可取1,16或64。同步通信中数据传输的波特率即为同步时钟频率;而异步通信中,时钟频率可为波特率的整数倍11.1.5串行通信的校验异步通讯时可能会出现帧格式错、超时错等传输错误。差错校验是保证准确无误通信的关键。1、奇偶校验发送数据时
5、,数据位尾随的1位数据为奇偶校验位(1、0)。当设置为奇校验时,数据中1的个数与校验位1的个数之和应为奇数;当设置为偶校验时,数据中1的个数与校验位中的1的个数之和应为偶数。接收时,接收方应具有与发送方一致的差错检验设置,当接收1个字符时,对1的个数进行校验,若二者不一致,则说明数据传送出现了差错。奇偶校验是按字符校验,数据传输速度将受到影响。这种特点使得它一般只用于异步串行通信中。2、和校验和校验是指发送方将所发送的数据块求和(字节数求和),并产生一个字节的校验字符(校验和)附加到数据块末尾。接收方接收数据时
6、也是先对数据块求和,将所得结果与发送方的“校验和”进行比较,相符则无差错,否则即出现了差错。这种和校验的特点是无法检验出字节位序(或1、0位序不同)的错误。3.循环冗余码校验该校验方法是对1个数据块校验1次。例如对磁盘信息的访问、ROM或RAM存储区的完整性等的检验。这种方法广泛应用于同步串行通信方式。11.1.6RS-232C总线标准串行通信使用RS-232C总线标准,是美国电子工业协会(ElectronicIndustryAssociation)的推荐标准。该总线标准定义了25个引脚的连接器。RS-232C
7、标准中的许多信号是为通信业务联系或信息控制而定义的,在计算机串行通信中主要使用如下信号:①数据传输信号:发送数据(TXD)、接收数据(RXD)。②调制解调器控制信号:请求发送(RTS)、清除发送(CTS)、数据通信设备准备就绪(DSR)、数据终端设备准备就绪(DTR)。③定位信号:接收时钟(RXC)、发送时钟(TXC)。④信号地和保护地。RS-232C标准的其他规定还有:①RS-232C是一种电压型总线标准,以不同极性的电压表示逻辑值:-3V～-25V表示逻辑1(mark)+3V～+25V表示逻辑0(space
8、)②标准数据传送速率有50、75、110、300、600、1200、2400、4800、9600、19200bps。③采用标准的25芯插头座(DB-25)进行连接,因此该插头座也称为RS-232C连接器。11.2MCS-51单片机串行口11.2.1串行口的结构MCS-51有一个可编程的全双工串行通信接口，可作为通用异步接收/发送器（UART），也可作为同步移位寄存器。它的帧格式有8位、
