mcs-51的串行通信接口

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1、第7章MCS-51的串行通信接口7.1串行通信概述计算机与外部设备或计算机与计算机之间的数据交换称为通信。通信分为并行通信与串行通信两种基本方式。并行通信：将数据的各位用多条数据线同时进行传送，外加地址线和通信控制线。优点是传输速率高，缺点是长距离传输成本高，可靠性差，只适用于近距离传输。串行通信：将数据分成1位1位的形式在一条传输线上逐个地传送。优点是传输线少，长距离传送时成本低，缺点是传输速率低。7.1串行通信概述(a)并行通信方式(b)串行通信方式图7.1并行和串行通信方式7.1串行通信概述1.串行通信的种类根据数据传输方

2、式的不同，可将串行通信分为同步通信和异步通信。1)同步通信同步通信是一种数据连续传输的串行通信方式，通信时发送方把需要发送的多个字节数据和校验信息连接起来，组成数据块。发送时，发送方只需在数据块前插入1～2个特殊的同步字符，然后按特定速率逐位输出(发送)数据块内的各位数据。接收方在接收到特定的同步字符后，也按相同速率接收数据块内的各位数据。7.1串行通信概述典型的同步通信格式如下：在这种通信方式中，数据块内的各位数据之间没有间隔，传输效率高；发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)，且数据块长度越大，对同步要求就越高。同步

3、通信设备复杂，成本高，一般只用在高速数字通信系统中。同步字符1同步字符2N个字节的连续数据校验信息1校验信息27.1串行通信概述2)异步通信异步通信是以字符帧为单位进行传输。每帧数据由4部分组成：起始位(占1位)、数据位(占５～８位)、奇偶校验位(占１位，也可以没有校验位)、停止位(占1或2位)。图7.2中给出的是8位数据位、1位奇偶校验位和1位停止位，加上1位起始位，共11位组成一个传输帧。7.1串行通信概述图7.2异步通信字符帧格式7.1串行通信概述发送方：传送时先输出起始位“０”作为联络信号，接下来的是数据位和奇偶校验位，

4、停止位“1”表示一个字符的结束。其中，数据的低位在前，高位在后。字符之间允许有不定长度的空闲位。接收方：传送开始后，接收设备不断检测传输线的电平状态，当收到一系列的“1”(空闲位或停止位)之后，检测到一个“０”，说明起始位出现，就开始接收所规定的数据位和奇偶校验位以及停止位。异步通信的特点：所需传输线少，设备开销较小，在单片机控制系统中得到广泛的应用。但每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。7.1串行通信概述2.串行通信数据传输方向根据串行通信数据传输的方向，可将串行通信系统传输方式分为：单工方式

5、、半双工方式和全双工方式，如图7.3所示。图7.3数据传输方式7.1串行通信概述1)单工：数据传输仅能从发送设备传输到接收设备。2)半双工：两个串行通信设备之间只有一条数据线，数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。3)全双工：是指两个串行通信设备之间可以同时进行接收和发送。3种方式中，全双工方式的效率最高；半双工方式配置和编程相对灵活，传输成本较低；串行通信设备常选用半双工方式。7.1串行通信概述3.波特率数据的传输速率可以用波特率表示。波特率是信号每秒变化的次数，单位是：符号/s比特率是每秒传送二进制数的位数单位是：(bit

6、/s或kbit/s)。如每秒传送240个字符，而每个字符格式包含10位这时的波特率为10位(bit)×240个/s=2400bit/s。在异步串行通信中，接收方和发送方应使用相同的波特率，才能成功传送数据。7.2串行口结构及控制寄存器MCS-51单片机内部有一个全双工异步串行I/O接口。MCS-51串行接口的内部简化结构如图7.4所示。图7.4MCS-51串行接口结构图7.2串行口结构及控制寄存器P3.0是串行数据接收端RXD，P3.1是串行数据发送端TXD。串行接口的结构由串行接口控制电路、发送电路和接收电路3部分组成。发送电

7、路由发送缓冲器(SBUF)、发送控制电路组成，用于串行接口的发送。接收电路由接收缓冲器(SBUF)、接收控制电路组成，用于串行接口的接收。两个数据缓冲器(SBUF)在物理上相互独立，在逻辑上却占用同一字节地址99H。7.2串行口结构及控制寄存器单片机串行接口工作方式是通过初始化设置，将两个相应控制字分别写入串行控制寄存器SCON(98H)和电源控制寄存器PCON(97H)即可。1.和串行接口有关的特殊功能寄存器1)数据缓冲器(99H)发送缓冲器：只管发送数据，CPU写入SBUF的时候(MOVSUBF，A)即为发送；接收缓冲器：只

8、管接收数据，CPU读取SBUF的过程(MOVA，SUBF)即为接收。7.2串行口结构及控制寄存器发送缓冲器只能写入，不能读出；接收缓冲器只能读出，不能写入。所以可同时发送数据、接收数据。对于发送缓冲器，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。接收缓冲器是双缓