单片机原理与接口技术 教学课件 作者 徐瑞华 第七章.ppt

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1、第7章串行接口与应用7.1串行通信的基本知识7.2MCS-51单片机串行口的结构与工作方式7.3具体应用7.1串行通信的基本知识计算机与其他设备之间的数据通信可分成：并行通信和串行通信。并行通信：数据的各位同时传送，优点是速度快，缺点是占用资源比较多。串行通信：数据的各位按一定的顺序逐位分时传送，优点是只需要一对数据线。目前，串行通信得到了长足的发展7.1.1串行通信方式串行通信有三种方式：单工通信、半双工通信和全双工通信。单工通信：数据只能单方向地从一端向另一端传送。半双工通信：数据可以双向传送，但任何一个时刻只能向一个方向传送。全双工通信：数据可同时向两个方向传送。7.1.2数据同

2、步技术在串行通信中，发送和接收数据涉及到发送和接收两种设备。因此，在数据的收发过程当中就出现了一个问题：何时发送，何时接收？为解决这个问题，在串行通信中，我们引入了两种收发数据的方式：同步通信和异步通信。一、同步通信1、概念：发送设备和接收设备使用同一个时钟信号，发送数据的同时也在接收数据（收发同步）。2、特点：（1）连续串行传送数据解释：一次通信只传送一帧数据，但是这一帧数据里面包含着若干个数据字符（几个信息连在一起的，中间不允许有空隙）。（2）每个信息的开始要加同步字符解释：接收端接收到同步字符以后，就能判断下面来的是数据了，然后就开始接收数据。如果发送端是发送单个同步字符，则称为

3、单同步，如果发送端是发送两个同步字符，则称为双同步。在使用同步通信的时候，首先要做的是收发设备都应该先约定好发送方式，包括是单还是双，结束标志是怎么样的等等这些问题。3、字符帧构成形式这种方式难度比较高，因此很少使用。二、异步通信1、概念：发送设备和接收设备可以由各自独立的时钟信号来控制，不需要做到同步，有数据来就接收，没有数据来就闲置。2、特点：（1）数据以一个字符为单位组成字符帧进行传送。每一次只发送一个字符帧。（2）数据由低到高排列（3）字符帧由起始位、数据位、校验位和停止位四部分组成。3、字符帧构成形式4、几个概念起始位：位于字符帧开头，为低电平，只占一位，用于向接收端表示发送

4、端开始发送一帧信息。数据位：紧跟起始位，是真正要传送的信息，从低到高排列。一般根据通信双方协商可以是5、6、7、8位。如果是5位，则数据从D0排到D4，后面三位就闲置（闲置状态认为是1），6位和7位同理。奇偶校验位（可编程第9位）：用于检验接收数据的正确性。停止位：一个字符数据的结束标志，可以是1位，1.5位和2位，由通信双方约定。这里有一种情况需要大家思考：发送端口在串行发送数据的时候是以一定速度发送的，接收端口也是以一定的速度接收数据的。而当后面的数据送上来的时候如果前面的数据没有被接收掉的话就会被覆盖掉，那么在通信系统中如何来解决这个问题呢？三、波特率表征数据传输速度的参数。波特

5、率越高，数据传送速度越快。要求收发双方波特率相同。定义：每秒钟传送的数据位数，单位是b/s（1b就是一位数据）。比如：采用8位数据的异步串行通信（加上起始位和停止位共10b），且每秒发送120个字符，这个时候波特率为：10b/字符X120字符/s=1200b/s总括：在异步通信中，CPU与外设之间必须有两项规定，即字符格式和波特率。字符格式的规定是双方能够在对同一种0和1的理解成同一意义。原则上字符合适可以由通信双方自己定义，但从通用、方便角度上来考虑，一般使用国际或者国内统一标准。7.2MCS-51单片机串行口的结构与工作方式一、串行接口的结构MCS-51单片机内部设置一个全双工的串

6、行口，可作为同步移位寄存器，也可作为通用异步接收器和发送器（UART）使用。MCS-51单片机通过引脚RXD(P3.0)和引脚TXD（P3.1）与外界进行通信。这两个引脚分别连接着单片机内部两个物理上独立的数据缓冲器SBUF，一个用于发送数据，一个用于接收数据。公用一个地址99H。发送数据：执行写SBUF指令“MOVSBUF,A”，这样要发送的数据就按事先设置好的方式和波特率从引脚TXD串行输出。一个数据发完以后，串行口产生中断标志位，向CPU申请中断，请求发送下一个数据。接收数据：当检测RXD引脚上出现一帧数据的起始位后，便一位一位地将接下来的数据接收保存到SBUF中，然后产生中断标

7、志位，向CPU申请中断，请求CPU接收这一数据，CPU响应中断后，执行读SBUF指令“MOVA,SBUF”，就可以将接收的数据送入指定的寄存器或存储单元中。二、相关串行口特殊功能寄存器与串行口有关的特殊功能寄存器有串行口缓冲器SBUF、串行口控制寄存器SCON和波特率控制寄存器PCON。1、串行口缓冲器SBUF对应两个物理单元，但地址统一为99H。用于存放要发送的数据和接收进来的数据。2、串行口控制器位于特殊功能寄存器的第98H单元，用于选择选