单片机技术应用 教学课件 作者 朱运利 主编 第五章.ppt

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1、单片机技术应用第5章MCS-51单片机串行通信第5章MCS-51单片机串行通信5.1串行通信基础5.1.1串行通信的分类5.1.2串行通信的制式5.1.3串行通信的接口电路5.2RS-232C标准接口总线5.2.1RS-232C信息格式标准5.2.2RS-232C电平转换器5.2.3RS-232C总线规定第5章MCS-51单片机串行通信5.3MCS-51单片机串行接口5.3.1串行口结构5.3.2串行口工作方式5.3.3MCS-51单片机串行口的波特率5.4MCS-51单片机通信5.4.1单片机的双机通信5.4.2PC机和单片机的通信5.1串行通信

2、基础5.1.1串行通信的分类按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为同步通信和异步通信两类。1.异步通信在异步通信中，数据通常以字符为单位组成字符帧传送，字符帧由发送端一帧一帧发送，每一帧数据均是低位在前，高位在后，通过传输线被接收端一帧一帧接收。发送端和接收端由各自独立的时钟控制数据的发送和接收，这两个时钟彼此独立，互不同步。5.1.1串行通信的分类在异步通信中，接收端依靠字符帧格式判断发送端何时开始发送以及何时结束发送，字符帧格式是异步通信的一个重要指标。（1）字符帧字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等4部分组成，如图5-

3、1所示。图5-1异步通信的字符帧格式(a)无空闲位字符帧；(b)有空闲位字符帧5.1.1串行通信的分类起始位：位于字符帧开头，只占一位，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。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。奇偶校验位：位于数据位之后，仅占一位，表示串行通信中采用奇校验还是偶校验。停止位：位于字符帧最后，为逻辑1高电平。通常可取1位、1.5位或2位，用于向接收端表示一帧字符信息已经发送完，也为发送下一帧做准备。在串行通信中，两相邻字符帧之间可以没有空闲位，也可以有若干空闲位。5.

4、1.1串行通信的分类(2)波特率波特率是每秒钟传送二进制数码的位数，单位为b/s(位/秒)，是异步通信的另一个重要指标，表示数据传输的速度，波特率越高，数据传输速度越快。通常，异步通信的波特率为50-9600b/s。异步通信不需要传送同步时钟，字符帧长度不受限制，设备简单，但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。5.1.1串行通信的分类2.同步通信同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传输一帧信息，该信息帧有若干个数据字符，由同步字符、数据字符和校验字符CRC三部分组成。在同步通信中，同步字符可以采用统一的标准格式

5、，也可以由用户约定。同步通信的数据传输速率较高，可以达到56000b/s以上，但是要求发送时钟和接收时钟必须严格同步。5.1.2串行通信的制式在串行通信中数据在两个站之间传送，按照数据传送方向，串行通信可分为单工（simplex）、半双工（halfduplex）和全双工（fullduplex）三种制式，如图5-2所示。图5-2单工、半双工和全双工三种制式示意图5.1.2串行通信的制式在单工制式下，通信线的一端接发送器，一端接接收器，数据只能按照一个固定的方向传送；在半双工制式下，系统的每个通信设备都由一个发送器和一个接收器组成，数据能从A站传送到B

6、站，也可以从B站传送到A站，但不能同时在两个方向上传送，即只能一端发送，一端接收；全双工通信系统的每端都有发送器和接收器，可以同时发送和接收，即数据可以在两个方向上同时传送。在实际应用中，尽管多数串行通信接口电路具有全双工功能，但在一般情况下只工作于半双工制式下，这种用法简单而且实用。5.1.3串行通信的接口电路串行接口电路有能够完成异步通信的硬件电路UART、能够完成同步通信的硬件电路USRT和既能够完成异步又能同步通信的硬件电路USART等型号。所有的串行接口电路都是以并行数据形式与CPU接口，以串行数据形式与外部逻辑接口，其基本功能都是接收串

7、行数据，转换成并行数据后传送给CPU，或者从CPU接收并行数据，转换成串行数据后输出。5.2RS-232C标准接口总线RS-232C是使用最早、应用最多的一种异步串行通信总线标准，由美国电子工业协会（EIA）公布，RS表示RecommendedStandard，232是该标准的标识号，C表示最后一次修定。RS-232C主要用来定义计算机系统的数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE）之间的电气性能，由于MCS-51单片机本身有一个全双工的串行接口，使用RS-232C串行接口总线非常方便。RS-232C串行接口总线适用于设备之间的通信距离不大

8、于15m以及传输速率最大为19.2kb/s的环境下。5.2.1RS-232C信息格式标准RS-232C采用串行格式，如图5