第8章+串行通信

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1、第八章串行通信本章要点：n串行通信基本知识nMCS-51单片机的串行口及控制寄存器nMCS-51单片机的串行通信第八章串行通信8.1串行通信基础知识8.2MCS-51单片机的串行口及控制寄存器8.3MCS-51单片机的串行通信8.1串行通信基础知识计算机的数据传送共有两种方式：并行数据传送和串行数据传送。并行数据传送的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率高。但并行数据传送有多少数据位就需多少根数据线，因此传送成本高。并行数据传送的距离通常小于30米，在计算机内部的数据传送都是并行的。串行数据传送的

2、特点是：数据传送按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但速度慢。计算机与外界的数据传送大多数是串行的，其传送的距离可以从几米到几千公里。通常把计算机与其外界的数据传送称之为通信，因此我们通常所说的通信就是指串行通信，串行通信又分为异步和同步两种方式。在单片机中使用的串行通信都是异步方式，因此本章只介绍异步通信。1．异步串行通信的字符格式异步串行通信以字符为单位，即一个字符一个字符地传送。那么字符传送的格式又是如何呢？图7-1就是一个字符的异步串行通信格式。对异步串行通信的字符格式作如下说明：（

3、1）在这种格式标准中，信息的两种状态分别为mark和space标志。其中“mark”译为“标号”，对应逻辑“1”状态。在发送器空闲时，数据线应保持在mark状态；“space”译为“空格”，对应逻辑“0”状态。（2）起始位。发送器是通过发送起始位而开始一个字符的传送。起始位使数据线处于“space”状态（3）数据位。起始位之后就传送数据位。在数据位中，低位在前（左），高位在后（右）。由于字符编码方式的不同，数据位可以是5、6、7或8位。（4）奇偶校验位。用于对字符传送作正确性检查，因此奇偶校验位是可选择

4、的，共有3种可能，即奇校验、偶校验和无校验，由用户根据需要选定。（5）停止位。停止位在最后，用以标志一个字符传送的结束，它对应于mark状态。停止位可能是1、1.5或2位，在实际应用中根据需要确定。（6）位时间。一个格式位的时间宽度。（7）帧（frame）。从起始位开始到停止位结束的全部内容称之为一帧，帧是一个字符的完整通信格式，因此也就把串行通信的字符格式称之为帧格式。异步串行通信是一帧接一帧进行的，传送可以是连续的，也可以是断续的。连续的异步串行通信，是在一个字符格式的停止位之后立即发送下一个字符的

5、起始位，开始一个新的字符传送，即帧与帧之间是连续的。而断续的异步串行通信，则是在一帧结束之后并不一定接着传送下一个字符，不传送时维持数据线的mark状态，使数据线处于空闲。其后，新的字符传送可在任何时刻开始，并不要求整数倍的位时间。2．串行通信的数据通路形式串行数据通信共有以下几种数据通路形式。（1）单工（Sim-Plex）形式单工形式的数据传送是单向的。通信双方中一方固定为发送端，另一方则固定为接收钱。单工形式的串行通信，只需要一条数据线。如下图所示。例如计算机与打印机之间的串行通信就是单工形式，因为

6、只能有计算机向打印机传送数据，而不可能有相反方向的数据传送。（2）全双工（Full-duplex）形式全双工形式的数据传送是双向的，且可以同时发送和接收数据．因此全双工形式的串行通信需要两条数据线。如图所示。（3）半双工（Half-duplex）形式半双工形式的数据传送也是双向的。但任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工形式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。如图7-4（c）所示。3．串行通信的传送速率传送速率用于说明数据传送的快慢。在串行通信中，数据是按位进行传送的，因此

7、传送速率用每秒钟传送格式位的数目来表示，称之为波特率（bandrate）。每秒传送一个格式位就是1波特。即：1波特=1bps（位/秒）在串行通信中，格式位的发送和接收分别由发送时钟脉冲和接收时钟脉冲进行定时控制。时钟频率高，则波特率也高，通信速度就快；反之，时钟频率低，则波特率也低，通信速度就慢。串行通信可以使用的标准波特率在RS-232C标准中已有规定，使用时应根据速度需要、线路质量以及设备情况等因素选定。波特率选定之后，对于设计者来说，就是如何得到能满足波特率要求的发送时钟脉冲和接收时钟脉冲。8.1

8、.2　RS-232总线标准串行通信使用RS-232C标准，为美国电子工业协会（ElectronicIndustryAsso-ciation）的推荐标准，现已在全世界范围内被广泛采用。RS-232C实际上是串行通信的总线标准。1．RS-232C信号引脚定义该总线标准定义了25条信号线，使用25个引脚的连接器，各信号引脚的定义见表7-1。引脚定义引脚定义1保护地(PG)14辅助通道发送数据2发送数据(TXD)15发送时钟(TXC)3接收数据(R