单片机原理及应用 教学课件 作者 娄国焕 第8章串行输入、输出接口及应用.ppt

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1、2021/7/25《单片机原理及应用》1第8章串行输入/输出接口及应用8.1串行通信的基本概念8.2MCS-51单片机串行接口8.3MCS-51串行口应用2021/7/25《单片机原理及应用》28.1串行通信的基本概念8.1.1串行通信与并行通信串行通信：按照一定的先后顺序、逐位地进行数据传送。并行通信：采用同时多位的数据传输。串行传输方式：单工、半双工、全双工。8.1.2串行通信方式按照对数据流的分界、定时和同步的不同，可分为异步串行和同步串行。异步串行：以一个字符作为一帧，随机地出现在信道中。一帧中双方是同步的，帧与帧之间双方是异步的，每一个帧都要重建同步关系。2021/7/25《

2、单片机原理及应用》38.1串行通信的基本概念同步串行：以数据块作为一帧，每帧中包含多个字符。多个字符的传输仅建立一次同步关系。一帧中，不仅每一位要同步，而且字符之间也要同步。异步串行用在数据传送时间不确定，发送数据不连续，数据量较少和数据传输率较低的场合。同步串行通信则用于高传输率、连续、量大的数据传输场合。通信双方共同遵守的约定称为通信协议，包括：数据格式、同步方式、传输速度、传输步骤、检错方式、控制字符定义等。2021/7/25《单片机原理及应用》48.1串行通信的基本概念异步通信帧格式空闲位1/01/01/01/01/0停止111起始字符数据奇偶校验空闲位第n个字符111110…

3、..0启动1/01/0…..字符数据第n+1个字符低位高位下降边沿指出下一个字符的开始1位时间取决于波特率2021/7/25《单片机原理及应用》58.1串行通信的基本概念同步通信帧格式同步通信协议可分为面向字符、面向比特和面向字节计数等。以面向字符例：同步（SYN）题头（SOH）标题文头（STX）数据块块尾/文尾（ETB）/（ETX）校验2021/7/25《单片机原理及应用》68.1串行通信的基本概念数据传输速率：有多种表示方法，如波特率、比特率。波特率：数据信号对载波的调制速率，用单位时间内载波状态改变次数表示，单位为波特（Baud）。比特率：信道中数字信号的传输速率，它用单位时间内

4、传输二进制代码的有效位（bit）数表示，单位为每秒比特数（bit/s或bps）。两者关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数两相调制：单个调制状态对应1个二进制位，比特率等于波特率。四相调制：单个调制状态对应2个二进制位，比特率为波特率的两倍八相调制：单个调制状态对应3个二进制位，比特率为波特率的三倍2021/7/25《单片机原理及应用》78.1串行通信的基本概念8.1.3串行通信接口接口的功能（1）串行数据格式化：异步方式，负责生成起止式的帧格式。面向字符的同步方式，要在发送的数据块前面加上同步控制字符。（2）串并转换：并行数据转换为串行数据再向外发送；串行数据转换为并行

5、数据再送往CPU。（3）数据传输速率的控制：对波特率进行选择和控制。（4）错误检测：对传输的数据自动生成校验码。（5）电平转换：计算机是TTL电平及正逻辑，而传输电路采用的是其他电平和逻辑，如采用EIA电平和负逻辑，需要进行电平和逻辑的转换2021/7/25《单片机原理及应用》88.1串行通信的基本概念（6）提供符合国际接口标准所要求的控制信号线：在RS-232接口标准中，对通信设备与数据终端间的控制信号进行了明确的规定。串行通信接口电路的组成：可编程的接口电路、波特率发送器、电平转换器以及地址译码电路。RS-232C接口标准：EIA-RS-232C（ElectronicIndustr

6、ialAssociate-RecommendedStandard-232C），是美国电子工业联合会制定的通信协议。它对串行通信接口的信号线功能、电器特性等有关问题作了明确规定。最初，该标准是为远程通信中的数据通信设备（DCE，DataCommunicationEquipment）与数据终端设备（DTE，DataTerminalEquipment）连接制定的。后来，又被广泛用于计算机与终端或外设之间的近距离的连接。2021/7/25《单片机原理及应用》98.1串行通信的基本概念两种连接器：DB-25、DB-92021/7/25《单片机原理及应用》108.1串行通信的基本概念DB-9型连接

7、器与DB-25型连接器间的连接2021/7/25《单片机原理及应用》118.1串行通信的基本概念近距离与远距离连接方式基带传输方式频带传输方式2021/7/25《单片机原理及应用》128.1串行通信的基本概念近距离简单信号连接近距离标准信号连接2021/7/25《单片机原理及应用》138.1串行通信的基本概念远距离接口信号连接2021/7/25《单片机原理及应用》14第8章串行输入/输出接口及应用8.1串行通信的基本概念8.2MCS-51单片机