C51串行口及串行通信技术

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1、789C51串行口及串行通信技术本讲主要内容：7-1.串行通信基础知识7-2.串行口及应用7-3.89C51单片机之间点对点通信7-4.89C51与PC机之间的通信27.1串行通信基础知识7.1.1．数据通信的概念并行通信和串行通信并行通信是指数据的各位同时进行传送（发送或接收）的通信方式。其优点是传递速度快；缺点是数据有多少位，就需要多少根传送线。并行通信在位数多、传送距离又远时就不太适宜。串行通信指数据是一位一位按顺序传送的通信方式，它的突出优点是只需一对传送线（利用电话线就可作为传送线），这样就大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信。其缺点是传

2、送速度较低。37.1.2.串行通讯的传输方式(l)单工方式●信息只能沿一个方向传输，而不能沿相反方向传输。(2)半双工方式●信息可以沿着两个方向传输，但在指定时刻，信息只能沿一个方向传输。(3)全双工方式●信息可以同时沿着两个方向传输。457.1.3异步通信与同步通信（1）异步通信异步通信用起始位0表示字符的开始，然后从低位到高位逐位传送数据，最后用停止位1表示字符结束，如后图所示。一个字符又称一帧信息。图4-18a中，一帧信息包括1位起始位、8位数据位和1位停止位，图4－18b中，数据位增加到9位。在C8051F单片机系统中，第9位数据D8可以用作奇

3、偶校验位，也可以用作地址／数据帧的标识位，D8＝1表示该帧信息传送的是地址，D8＝0表示传送的是数据。两帧信息之间可以无间隔，也可以有间隔，且间隔时间可任意改变，间隔用空闲位“1”来填充。6异步通信图异步通信数据格式7奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。采用何种校验是事先规定好的。通常专门设置一个奇偶校验位，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数。若用奇校验，则当接收端收到这组代码时，校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性。

4、8异步通信的优缺点通常，异步通信的波特率为50～9600bit/s。异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符帧长度不受限制，故设备简单。缺点是字符帧中因包含起始位和停止位而降低了有效数据的传输速率。9（2）同步通信在同步通信中，每一数据块开头时发送一个或两个同步字符，使发送与接收双方取得同步。数据块的各个字符间取消了起始位和停止位，所以通信速度得以提高，如图4-19所示。同步通信时，如果发送的数据块之间有间隔时间，则发送同步字符填充。同步通信的数据传输速率较高，通常可达56Kb/s或更高，其缺点是要求发送时钟和接收时钟必须保持严格同步。10同步串口与异

5、步串口同步串口●具有至少一根时钟线、1-2根数据线的串行通讯方式，利用时钟沿对齐数据，所以此种通讯较为可靠，可以实现很高的通讯速率（1Mbps以上，可达Gbps级别）。SPI、IIC、IIS都属于同步串口异步串口●无专门的时钟线，只有1-2根数据线，收发双方依据实现约定好的位速率确定各个数据位的时间位置，可靠性相对较差，速率在1Mbps以下。异步串口最常见的是UART，以及衍生出来的RS232、RS485等。MAXIM公司的1-WIRE总线属于只有一根线的异步串口，如温度传感器DS18B20。11（3）波特率波特率（Baudrate）即调制速率，指的是

6、信号被调制以后在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对符号传输速率的一种度量，1波特即指每秒传输1个符号比特率：每秒钟传送的二进制位数，用b/s表示（b表示bit）波特率是指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示，其单位是波特（Baud）。波特率与比特率的关系是比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。127.1.4串行通信的过程及通信协议串并转换发送时的并转串（1）串并转换与设备同步13接收时的串转并14设备同步●进行串行通信的两台设备必须同步工作才能有效地检测通信线路上的信号变化，从而采样传送数据

7、脉冲。●设备同步对通信双方有两个共同要求：一是通信双方必须采用统一的编码方法；二是通信双方必须能产生相同的传送速率。15（2）串行通信协议通信协议（communicationsprotocol）是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的信息与含义，连接方式，信息发送和接收的时序，从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。协议主要由以下三个要素组成：语法：“如何讲”，数据的格式、编码和信号等级（电平的高低）。语义：“讲什么”，数据内容、含义以及控制信息。定时：速率匹配和排序。16（2）串行通信协议起

8、始位数据位奇偶校验位停止位波特率设置握手信号约定177.2串行口及应用串行接口电路的种类和型号