单片机原理及应用 教学课件 作者 张国锋 主编 第7章 单片机的串行通信.ppt

《单片机原理及应用 教学课件 作者 张国锋 主编 第7章 单片机的串行通信.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、本章总体要求：掌握串行通信基础知识1掌握串行通信与并行通信的特点2掌握串行口的工作方式及特点3掌握MCS-51单片机的串行通信的基本原理45了解MCS-51单片机串行通信的应用第7章单片机的串行通信本章重点：串行通信与并行通信的区别及适用范围1异步通信和同步通信的特点2串行口的4种工作方式及特点3本章难点：串行通信的波特率1串行口的4种工作方式23串行通信的应用CPU与外部设备之间的数据传输是通过输入／输出接口电路实现的。输入／输出接口按数据传输方式可分为并行接口和串行接口。并行接口和串行接口的“并行”和“串行”的含义不是指接口与CPU之间的数据

2、传输（接口与系统总线一侧的数据传输当然是并行的），而是指接口与外部设备一侧的数据传输。并行接口与外部设备之间用4根、8根或16根数据线同时传输4位、8位或16位二进制数，数据是并行传输的；串行接口与外部设备之间在1根数据线上，1位串行传输二进制数据。7.1串行通信基础知识7.1.1并行通信和串行通信在计算机系统中，CPU与外部通信的基本方式有两种：并行通信—数据的各位同时传送；串行通信—数据一位一位顺序传送。两种通信方式如图7-1所示：(a)并行通信(b)串行通信图7-1基本通信方式示意图并行通信的特点：各数据位同时传送，传送速度快、效率高。但有

3、多少数据位就需要有多少根数据线，因此传送成本高。在集成电路芯片的内部、同一插件板上各部件之间、同一机箱内各插件板之间等的数据传送都是并行的。并行数据传送的距离通常小于30米。串行通信的特点：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。计算机与远程终端或终端与终端之间的数据传送通常都是串行的。串行数据传送的距离可以从几米到几千公里。7.1.2异步通信和同步通信串行通信有同步通信和异步通信两种基本方式1．异步通信方式（AsynchronousCommunication)在异步通信中，数据通常是以字符（或字节）为单位组成字符帧传

4、送的。字符帧由发送端一帧一帧地发送，通过传输线被接收设备一帧一帧地接收。发送端和接收端可以有各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。在异步通信中，接收端是依靠字符帧格式来判断发送端是何时开始发送及何时结束发送。平时，发送线为高电平（逻辑“ｌ”），每当接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑“0”（字符帧中起始位）时，就知道发送端已开始发送，每当接收端接收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符信息己发送完毕。在异步通信中，字符帧格式和波特率是两个重要指标，由用户根据实际情况选定。（1）字符帧（CharacterFrame）

5、字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等四部分组成如图7-2所示。现对各部分结构和功能分述如下：图7-2异步通信的字符帧格式1）起始位：位于字符帧开头，只占一位，始终为逻辑“0”（低电平），用于向接收设备表示发送端开始发送一帧信息。2）数据位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取5位、6位、7位或8位，低位在前高位在后。若所传数据为ASCII字符，则常取7位。3）奇偶校验位：位于数据位后，仅占一位，用来表征串行通信中采用奇校验还是偶校验，由用户根据需要决定。4）停止位：位于字符帧末尾，为逻辑“1”（高电平），通常可取1位、1.5位或2

6、位，用于向接收端表示一帧字符信息已发送完毕，也为发送下一帧字符作准备。在串行通信中，发送端一帧一帧发送信息，接收端一帧一帧接收信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干空闲位，这由用户根据需要决定。图7-2（b）为具有三个空闲位时的字符帧格式。2.同步通信方式（SynchronousCommunication）同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧和异步通信中的字符帧不同，通常有若干个数据字符，如图7-3所示。图7-3（a）为单同步字符帧结构；图7-3（b）为双同步字符帧结构。它们均由同步字符、数据字

7、符和校验字符三部分组成。其中，同步字符位于帧结构开头，用于确认数据字符的开始（接收端不断对传输线采样，并把采到的字符和双方约定的同步字符比较，只有比较成功后才会把后面接收到的字符加以存储）；数据字符在同步字符之后，个数不受限制，由所需传输的数据块长度决定；校验字符有1~2个，位于帧结构末尾，用于接收端对接收到的数据字符的正确性的校验。图7-3同步通信的字符帧格式在同步通信中，同步字符可以采用统一标准符式，也可由用户约定。在单同步字符帧结构中，同步字符常采用ASCII码中规定的SYN（即16H）代码；在双同步字符帧结构中，同步字符一般采用国际通用标

8、准代码EB90H。同步通信的数据传输速率较高，通常可达56000bit/s或更高。同步通信的缺点是要发送时钟和接收时钟保持严格同步，故发