新编单片机原理及应用 教学课件 作者 汪贵平 1_第6章　单片机的串行接口及串行通信.ppt

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1、第6章　单片机的串行接口及串行通信6.1　串行通信基础6.2　串行口的结构与工作原理6.3　串行口的控制寄存器6.4　单片机串行通信的工作方式6.5　单片机串行通信接口技术6.1　串行通信基础6.1.1　异步串行通信的字符格式6.1.2　异步串行通信的信号形式6.1.3　串行通信的数据通路形式6.1.4　串行通信的数据传输速率6.1.1　异步串行通信的字符格式1)起始位——开始一个字符传送的标志位。2)数据位——起始位之后传送的数据信号位。3)奇偶校验位——用于对字符的传送作正确性检查，因此奇偶校验位是可选择的，共有3种可能，即奇校验、偶校验和无校验，由用户根据需要选定。4)停止位——用以标

2、志一个字符的结束，位于字符帧的末尾，逻辑高电平有效，它可以是1、1.5或2位数据宽度，在实际中根据需要确定。5)位时间——发送一位数据所需的时间，也称一位数据宽度。6)帧(Frame)——从起始位开始到停止位结束的全部内容称为一帧。6.1.1　异步串行通信的字符格式图6-1　字符帧的异步串行通信格式6.1.2　异步串行通信的信号形式单片机的异步串行通信根据通信距离、抗干扰性能的要求，信号的形式可选择TTL电平传输、RS-232电平传输、RS-422A或RS-485差分传输等进行串行数据的传输。6.1.3　串行通信的数据通路形式1.单工(Simplex)形式2.半双工(Half-duplex)

3、形式3.全双工(Full-duplex)形式6.1.3　串行通信的数据通路形式图6-2　串行通信的数据通路形式a)单工传送　b)半双工传送　c)全双工传送1.单工(Simplex)形式单工形式的数据传送是单向的，通信双方中一方固定为接收端，另一方固定为发送端。单工形式的串行通信，只需要一条数据线，如图6-2a所示。2.半双工(Half-duplex)形式半双工形式的数据传送是双向的，但任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据，发送和接收不能同时进行。因此半双工形式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线，如图6-2b所示。3.全双工(Full-duplex)形式全双工形式的数据传送

4、是双向的，即可以同时发送和接收数据，因此全双工形式的串行通信需要两条数据线，如图6-2c所示。6.1.4　串行通信的数据传输速率度量一个数据通信系统通信能力的方法有两种，即波特率和数据传输率。波特率指单位时间内线路的变化次数，反映了数据的调制信号波形变换的频繁程度，单位是“波特”(baud)。数据传输率指单位时间内传送的信息量，以每秒钟传送格式位的数量来表示，单位是“位/秒”(bit/s)。波特率和数据传输率两者相似但不等同，只有当采用基波传输时两者数值才相同。6.2　串行口的结构与工作原理6.2.1　串行口的结构6.2.2　串行口的工作原理6.2　串行口的结构与工作原理图6-3　51系列单

5、片机串行口的结构6.2.1　串行口的结构51系列单片机串行口的结构如图6-3所示，它主要由两个数据缓冲寄存器(SBUF)、一个输入移位寄存器、一个串行控制寄存器(SCON)和一个波特率发生器(由T1或内部时钟及分频器组成)组成。接收缓冲器与发送缓冲器逻辑上是一个寄存器，物理上是两个独立的寄存器，即它们占用同一个地址99H，其名称也同样为SBUF，但实际上是物理独立的两个不同的寄存器6.2.2　串行口的工作原理图6-4　串行传送数据的工作原理6.3　串行口的控制寄存器6.3.1　串行控制寄存器6.3.2　电源控制寄存器6.3.3　中断允许寄存器6.3.1　串行控制寄存器串行控制寄存器(SCON

6、)是一个可位寻址的特殊功能寄存器，用于串行数据通信的控制。字节地址为98H，位地址为9FH~98H。6.3.1　串行控制寄存器表格6.3.2　电源控制寄存器表格6.3.3　中断允许寄存器表格6.4　单片机串行通信的工作方式6.4.1　串行口工作方式06.4.2　串行口工作方式16.4.3　串行口工作方式2和方式36.4　单片机串行通信的工作方式表6-1　串行口的4种工作方式6.4.1　串行口工作方式01.工作方式说明2.应用举例1.工作方式说明图6-5　串行移位输出电路2.应用举例例6-1利用串行口，使接到CD4094输出端的8只发光二极管，从左向右依次点亮，并反复循环。分析：使用串口方式0

7、实现数据的移位输入输出时，实际上是把串行口变为并行口使用。串行口作为并行口输出使用时，要有“串入并出”的移位寄存器(例如CD4094或74LS164、74HC164等)配合，按此要求所设计的电路原理图如图6-5所示。6.4.2　串行口工作方式11.方式1传送的数据格式2.方式1数据的发送与接收3.波特率的设定4.串口初始化程序设计5.串行通信接口调试6.应用程序举例1.方式1传送的数据格式方式1是8位异步串行