单片机原理及应用(C语言版)7 串口通信.ppt

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1、单片机原理及应用（C语言版）第1章MCS-51单片机串行口第1章MCS-51单片机串行口目录1.1串行通信基本知识1.2串行口结构及控制1.3串行口工作方式1.4串行口应用举例1.5单片机与PC机通信的接口电路本章要点本章主要讲述MCS-51单片机串行口的结构、工作原理以及应用。主要内容包括串行通信基本知识、MCS-51单片机串行口结构、串行口工作方式以及单片机与PC机通信的接口电路。1.1串行通信基本知识主要内容1.1.1数据通信1.1.2异步通信和同步通信1.1.3波特率1.1.4通信方向1.1.5串行通信接口种类1.1.1数据通信计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方法有并行通

2、信和串行通信两种。1．并行通信单位信息（通常指一个字节）的各位数据同时传送的通信方法称为并行通信。2．串行通信单位信息的各位数据被分时一位一位依次顺序传送的通信方式称为串行通信。1.1.1数据通信图1-1并行通信示意图从图中可以看出：并行通信连线多，速度快，适合近距离通信；串行通信连线少，速度慢，适合远距离通信。图1-1并行通信示意图图1-2串行通信示意图1．异步通信异步通信中，传送的数据可以是一个字符代码或一个字节数据，数据以帧的形式一帧一帧传送。1.1.2异步通信和同步通信图1-3异步通信的一帧数据格式2．同步通信在同步通信中，每一数据块发送开始时，先发送一个或两个同步字符，使发送与接

3、收取得同步，然后再顺序发送数据。数据块的各个字符间取消起始位和停止位，所以通信速度得以提高。1.1.2异步通信和同步通信图1-4同步通信数据帧格式1.1.3波特率在串行通信中，对数据传送速度有一定要求。波特率表示每秒传送的位数，单位为b/s（记作波特）。例如：数据传送速率为每秒钟10个字符，若每个字符的一帧为11位，则传送波持率为：11b/字符×10字符/s＝110b/s异步通信的传送速率一般在50~19200b/s之间。1.1.4通信方向单工方式：一对传输线只允许单方向传送数据；半双工方式：一对传输线允许向两个方向中的任一方向传送数据，但不能同时进行；全双工方式：用两对传输线连接在发送器

4、和接收器上，发送和接收能同时进行。1.1.4通信方向图1-5串行通信传输方式1.1.5串行通信接口种类根据串行通信格式及约定（如同步方式、通信速率、数据块格式等）不同，形成了许多串行通信接口标准，如常见的：UART（串行异步通信接口）、USB（通用串行总线接口）、I2C（集成电路间的串行总线）、SPI（串行外设总线）、485总线、CAN总线接口等。1.2串行口结构及控制主要内容1.2.1MCS-51串行口结构1.2.2与串行口有关的特殊功能寄存器1.2.3波特率设计1.2.1MCS-51串行口结构图1-6串行口方式1、3内部结构示意简图1.2.2与串行口有关的特殊功能寄存器1．控制状态寄存

5、器SCON用于定义串行通信口的工作方式和反映串行口状态，其字节地址为98H，复位值为00000000B，可位寻址格式为：D1D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0和SM1（SCON.1、SCON.6）：串行口工作方式选择位。1.2.2与串行口有关的特殊功能寄存器SM0SM1工作方式功能说明波特率00方式0同步移位寄存器fosc/1201方式18位数据UART可变(T1溢出率/32或/16)10方式29位数据UARTfosc/64或fosc/3211方式39位数据UART可变(T1溢出率/32或/16)SM2（SCON.5）：多机通信控制位，在方式2或

6、3中使用。REN（SCON.4）：允许接收控制位，由软件置1或清0。TB8（SCON.3）：发送数据的第9位。RB8（SCON.2）：接收数据的第9位。TI（SCON.1）：发送中断标志。RI（SCON.0）：接收中断标志。1.2.2与串行口有关的特殊功能寄存器关于TI和RI：串行发送中断标志TI和接收中断RI是同一个中断源，CPU事先不知道是发送中断标志TI还是接收中断标志RI产生的中断请求，所以，在全双工通信时，必须由软件来判别。2．电源控制寄存器PCON电源控制寄存器PCON(地址为81H)中只有SMOD位与串行口工作有关。D1D6D5D4D3D2D1D0SMOD---------G

7、F1GF0PDIDL1.2.2与串行口有关的特殊功能寄存器SMOD（PCON.1）：波特率倍增位。串行口工作于方式1、方式2和方式3时，当SMOD＝1时，串行口波特率加倍。复位值为00000000B。PCON寄存器不能进行位寻址。1.2.3波特率设计方式0和方式2的波特率是固定的，方式1和方式3的波特率是由定时器T1的溢出率来决定的。在增强型单片机中，也可以使用T2作波特率发生器。1．方式0的波特率固定为振荡频率的1/1