单片机原理及应用 教学课件 作者 匡忠辉 第9章--串行通讯.ppt

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1、第九章单片机串行通讯设计9.1功能要求9.2任务分析9.3串行通讯技术9.3.1键盘工作特性9.3.2串行通讯基本概念9．4MCS_51单片机串行口9.4.1串行口结构9.4.2串行口控制寄存器9.4.3串行口的工作方式9．5单片机串行通讯设计9.5.1单片机与单片机之间串行通讯9.1功能要求一．基本要求实现单片机与单片机之间的串行通讯。二．发挥部分实现单片机与PC机之间的串行通讯。回目录9.2任务分析要完成此任务，主要需解决如下四方面的问题：串行通讯的工作原理；单片机与单片机串行通讯接口电路和程序设计方法；PC

2、机与单片机串行通讯接口电路的设计方法；PC机与单片机串行通讯的程序设计方法。回目录9.3.1串行通讯基础在实际工作中，单片机与外部设备之间、单片机与单片机之间经常需要交换信息，所有这些信息的交换均称为通讯。通讯按数据传送的方式分为二种，即并行通讯和串行通讯。并行通讯是指数据的各位同时进行传送（发送和接收）的通讯方式，接口电路如下页左图所示，数据传送如下页右图所示。由于各位同时传送，其突出优点为传送速度快，但其缺点为所需的数据线较多，数据有多少位，就需要多少根数据线，因此它一般适用于通讯距离较近的场合，如单片机和打

3、印机之间的通讯等，但当通讯距离较远，将导致成本成倍增加，并且接收数据的误码率较高。9.3串行通讯技术回目录并行通讯的特点通讯软件控制简单(无需并—串之间的转换)，传输的速度快（数据各位同时传送），但传输线较多，长距离传送时成本高，且不利于接收方各位的同时接收，一般应用于短距离数据通讯。回目录并行通讯接口电路简图并行通讯数据传送示意图串行通讯串行通讯是指数据的各位依次进行传送（发送和接收）的通讯方式，接口电路如图9－4所示，TXD表示发送管脚，RXD表示接收管脚，数据传送如图所示，由于各位依次传送，通讯时占用同一根

4、数据线，其突出优点为通讯所需的数据线少，但由于传送时需要进行并—串之间的数据转换，因此带来了通讯速度慢、通讯控制程序复杂的缺点。但由于在远距离通讯时，能有效的减少通讯电缆成本，所以在远距离通讯系统中得到广泛的运用，串行通讯接口电路简图串行通讯数据传送示意图9.3.2串行通讯基本概念一、串行通讯的传输方式串行通讯的传输方式一般有三种：1）单工方式只允许数据由一个方向传送。2）半双工方式即在同一条数据线上，在不同的时间段上实现双向通讯，由于只有一条数据线，对于某一具体时刻而言，数据只能单方向传送。3）全双工方式即在二

5、条不同的数据线上，在相同的时间段上也能实现双向通讯，由于有二条数据线，发送和接收互不干扰，可以同时进行。(a)单工方式(b)半双工方式(c)全双工方式回目录二、异步通讯的通讯协议和格式起始位：为了实现异步传输字符的同步，采用的办法是使数据线在空闲时保持高电平，在传送每个字符前先发送一位低电平0，称为起始位，以通知接收方准备接收数据。因此，传送的每一个字符都用起始位来进行收发双方的同步。数据位：指传送的5～8位的数据，常见的为一个字节（8位）的数据，数据传送时低位在前，高位在后。奇偶校验位：接收方为了检验数据的正确

6、性，在数据发送完后，可以发送一位奇偶校验位，如在发送方将程序状态字PSW中的P标志作为校验位发送，在接收方接收到数据和校验位后，再用接收到的数据产生的P标志和接收到的校验位比较，如果相同，认为数据正确，如果不相同，表明接收的数据出错。。停止位：为了表示数据结束，并为下一次数据传送的起始位作好准备，一般发送1或2位的高电平1作为停止位。异步通讯的整体格式三、异步通讯的数据传送过程在数据传送开始前，数据线始终保持高电平不变（空闲位），接收方不断的检测数据线的高低电平状态。当发送方开始发送数据前，先发送起始位，将数据线

7、拉低为低电平0。当接收方检测到低电平后，表示数据传送即将开始，作好数据接收准备，准备统计接收数据位数。发送方发送完起始位后，便发送数据的最低位D0，接收方按照事先约定的速率和节拍，同步地将数据D0移入移位寄存器。并将数据位数计数器加1。依据相同的原理继续发送和接收其它的数据位，当数据位发送到最高位D7时，由于数据位数计数器达到预先约定值，便将接收到的数据组合为一个字节。接下来发送和接收校验位和停止位，为下一次数据传送作好准备。回目录四、波特率波特率指数据的传送速率，表示每秒钟传送二进制数据的位数，它的单位为b/s

8、，波特率表示了数据通讯的快慢。假设数据传送速率为120字符每秒，而每个字符包含10位（1位起始位、8位数据、1位停止位），这时传送的波特率为：10b/字符×120字符＝1200b/s异步串行通讯的波特率一般设置在50～19200b/s之间。9．4MCS_51单片机串行口MCS_51系列单片机有一个可编程的全双工串行通讯口，它既可作为UART（通用异步收发器）使用，又可用作