《串行接口》PPT课件

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1、第7章串行接口7.1串行通信概念7.2串行接口的工作方式7.3串行接口的波特率7.4串行接口的应用7.5思考题与习题计算机之间的通信有并行通信和串行通信两种。串行通信是一位一位传送数据的，由于串行通信只需要二根传送线，特别适用于长距离通信。在串行通信中，通信的快慢用波特率来表示,在不同的工作模式下，波特率的设置方式也不同，只有正确进行波特率的设置，才能进行可靠的数据通信。串行通信的总线标准有多种，有RS一232C、RS—422、RS一485以及2OmA电流环。RS一232C是最常用的串行接口标准。.MCS一51系列单片机内部有一个全双工的异步通信I/O口，波特率和帧的格式可以通过软件编程来设置

2、。它的串行通信口有四种工作模式：方式0、方式1、方式2和方式3。帧的格式有1O位、11位两种。MCS一51系列单片机的串行通信有着广泛的应用。可以实现单片机与单片机之间或单片机与PC机之间的串行通信，也可以使用单片机的串行通信接口，实现键盘输入和LED、LCD显示器的输出控制，简化电路，节约单片机的硬件资源。应用串行通信接口，还可以进行远程参数检测和控制。第7章串行接口通信系统包括数据传送端、数据接收端、数据转换接口和传送数据的线路。单片机、PC机、工作站都可以作为传送、接收数据的终端设备。数据在传送过程中常常需要经过一些中间设备，这些中间设备称为数据交换设备，负责数据的传送工作。数据在通信过

3、程中，由数据的终端设备传送端送出数据，通过调制解调器把数据转换为一定的电平信号，在通信线路上进行传输。通信信息被传输到计算机的接收端时，同样，也需要通过调制解调器把电平信号转换为计算机能接受的数据，数据才能进入计算机。计算机在通信过程中通常使用RS-232接口，通信线路常用双绞线、同轴电缆、光纤或无线电波。数据通信的方式有两种，一种为并行通信，另一种为串行通信。通常根据通信的距离和具体要求决定采用何种通信的方式。一般当通信的距离在15m到30m之内，可以采用并行通信方式或串行通信方式，当通信的距离在30m以上时，应采用串行通信方式。MCS-51系列单片机具有并行通信和串行通信两种方式，给单片机

4、在通信中的应用带来极大的方便。7.1串行通信概念在并行通信中,数据的所有位是同时进行传送的。它的特点是数据传送的速度快，缺点是需要比较多的传送数据线，有多少位数据就需要多少根线，而且数据传送的距离有限，在单片机中，一般常常应用于CPU与LED、LCD显示器的连接，或CPU与A/D、D/A转换器之间的数据传送等并行接口方面。图7.1所示为MCS-51系列单片机与外部设备之间的数据并行通信的连接方法。7.1串行通信概念D0D1MCS-51D2D3D4单片机D5D6D7控制检测D0D1D2计算机D3D4外部D5D6设备D7选通状态在串行通信中,数据是按一定的顺序一位一位地传送的。串行通信时只需要两根

5、传送线，可以利用电话线进行通信，特别适用于长距离通信，非常方便，价格低。图7.2所示为MCS-51系列单片机之间的串行通信的连接方法。7.1串行通信概念MCS-51单片机（1）RXDTXDGNDMCS-51单片机（2）TXDRXDGND在串行通信时，计算机内部的并行数据传送到内部移位寄存器中，然后数据被逐位移出形成串行数据，通过通信线传送到接收端，再将串行数据逐位送入移位寄存器后转换成并行数据存放在计算机中。进行串行通信的接收端和发送端的计算机，必须有一些约定，必须有相同的传送速率和采用统一的编码方法，接收端的计算机必须知道发送端的计算机发送了哪些信息，发送的信息是否正确，如果有错如何通知对方

6、重新发送。发送端的计算机必须知道接收端的计算机是否正确接收到信息，是否需要重新发送，这些约定叫做串行通信协议或规程。通信的双方遵守了这些协议才能正确地进行数据通信。串行异步通信时，数据是一帧一帧传送的，不需要同步时钟，通信方法的示意图如图7.3所示。7.1串行通信概念移位寄存器数据接收器移位寄存器在异步通信中，异步数据发送器先送出一个起始位，再送出具有一定格式的串行数据位、奇偶校验位和停止位。在没有进行通信时，通信线上处于“1”状态。当数据发送器要发送一个字符数据时，首先发送一个起始位信号“0”，数据接收器检测到这个“0”，就开始准备接收。所以起始位的作用就是表示字符传送的开始，同时还被用作同

7、步接收端的时钟，以保证以后的接收正确。起始位后面是数据位，数据位的个数可以有5、6、7或8位数据，数据位从最低位开始传送。数据位之后发送奇偶校验位，它只占据一位，通信双方在通信时须约定一致的奇偶校验方式，用于有限差错检测。奇偶校验位或数据位（在没有奇偶校验时）之后发送停止位，停止位有1位、1位半和2位，它一定是“1”，停止位用来表示一个字符数据的结束。数据接收器收到停止位后，知道前一个字符传送结束