第6章 串行接口

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1、第6章串行接口6.1串行通信的基础知识6.2MSC-51系列单片机的串行接口6.3串行口工作模式6.4串行口应用举例6.1串行通信的基础知识计算机与外设的信息交换称为通信。通信的基本方式：并行通信和串行通信。并行通信：指数据的各位同时进行传送。其优点是传送速度快，缺点是数据有多少位，就需要多少根传输线，适合于近距离传输。串行通信：指数据的各位按顺序一位一位传送。其优点是只需一对传输线（如电话线），占用硬件资源少，从而降低了传输成本，特别适用于远距离通信，缺点是传送速度较慢。6．1．1串行通信的两种基本方式串行通

2、信基本方式：异步通信和同步通信。1、异步通信方式起始位1位“0”有效用一帧表示一个字符数据位5--8位一个字符包括4个部分奇偶校验位1位停止位1位、1位半、2位“1”有效所以，一个字符由10个，10个半，11个位构成。起始位奇偶校验位DND1D0…图6-1异步通信的字符格式停止位在异步通信时，通信双方必须事先约定。（1）字符格式。双方要事先约定数据位的位数、奇偶校验形式及起始位和停止位的位数。例如：用ASCⅡ码通信，有效数据为7位，加一个奇偶校验位、一个起始位和一个停止位共10位。当然停止位也可以大于1位。（2

3、）波特率（Baudrate）。波特率就是传送速率，即每秒传送的二进制位数。单位为bit/s或波特。波特率与字符的传送速率之间的关系为：波特率=一个字符的二进制编码位数*字符数/秒.要求发送端与接收端的波特率必须一致。假设：数据传送率是120字符/s，每个字符格式包含十个代码位（一个起始位、一个终止位、8个数据位），波特率为：10×120=1200bit/s=1200波特2．同步通信方式异步通信由于要在每个数据前后附加起始位、停止位，每发送一个字符约有20%的附加数据，占用了传输时间，降低了传送效率。同步通信则去

4、掉每个数据的起始位和停止位，把要发送的数据按顺序连接成一个数据块，在数据块的开头附加1～2个同步字符，在数据块的末尾加差错校验字符。同步通信的数据格式如图6-2所示。在数据块内部，数据与数据之间没有间隙。同步字符数据1数据2……数据N校验字符1校验字符2同步字符要求：发送和接收双方要保持完全的同步，所以，要求发送和接收设备必须使用同一时钟。解决办法：（1）对于近距离通信：采用在传输线中增加一根时钟信号线来解决。（2）对于远距离通信：通过解调器从数据流中提取同步信号，用锁相技术实现收、发频率完全相同的时钟信号。如

5、上所述，异步通信技术较为简单，应用范围广；同步通信传输速率高，适用于高速率、大容量的数据通信，但硬件复杂。6．1．2串行通信的数据传送方式1、单工方式：数据传送是单向的，一端为发送另一端为接收，只需一条数据线。图6-3（a）2、半双工方式：数据传送是双向的，A→B，B→A，同一时间只能做一个方向传送，只需一条数据线。图6-3（b）3、全双工方式：数据传送是双向的，A、B两端可同时发送，又可同时接收，需两根数据线。图6-3（c）ABAB····AB6．1．3串并转换和串行接口（1）串并转换实现：由串并接口电路+适

6、当的软件配合串行接口芯片：异步接收/发送器——UART同步接收/发送器——USART（2）UART组成：接收器发送器控制器①串行→并行（接收器完成）并行→串行（发送器完成）主要功能：②完成格式信息的插入，滤除及错误校验（控制器完成）格式信息指异步通信中的起始位、奇偶位、停止位。6．2MCS-51系列单片机的串行接口对于单片机来说，为了进行串行通信，同样也需要有相应的串行接口电路。只不过这个接口电路不是单独的芯片，而是集成在单片机芯片的内部，成为单片机芯片的一个组成部分。MCS-51系列单片机有一个全双工的串行口

7、。6.2.1MSC-51系列单片机串行口的结构6.2.2MSC-51系列单片机串行口的控制6.2.3波特率设计6．2．151系列单片机串行口的结构1、组成：发送数据缓冲器：只能写入，不能读出接收数据缓冲器：只能读出，不能写入发送控制器输出控制门接收控制器输入移位寄存器两个专用寄存器SCON：存放串行口的控制和状态信息PCON：改变串行通信波特率发送缓冲器和接收缓冲器两个用同一符号SBUF，地址99H，用指令判断选哪个MOVSBUF，A写入；MOVA，SBUF读出发送SBUF（99H）发送控制器接收控制器输入移位

8、寄存器串行控制寄存器（98H）门定时器T1≥1接收SBUF（99H）串行口中断888TXD(P3.1)RXD(P3.0)TIRI内部总线图6-4串行口结构框图6．2．2MCS-51单片机串行口的控制1．串行口控制寄存器SCON可设定串行口的工作模式、接收/发送控制及设置状态标志。字节地址98H，可位寻址。SM0、SM1：工作模式选择位，可选择4种工作模式。表6-1串行口的工作模式SM0