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《《MCS-51单片机原理与应用》第7章 MCS-51串行接口与I2C总线.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、本章导读本章主要介绍串行通信的基本概念以及相关的串行接口标准，详细讲述了MCS-51单片机串口的结构、组成、特点和应用，以及通过模拟I2C总线接口时序对I2C器件进行读写。通过相关的程序实例，使读者对于单片机之间以及单片机与PC机之间的通信架构和程序编写有初步的理解和掌握。第7章MCS-51串行接口与I2C总线9/4/20211MCS-51单片机原理与应用通信:在计算机系统中主机与外设之间及主机系统与主机系统之间的数据交换。通信有并行通信和串行通信两种基本方式。单片机经常作为下位机,被广泛地应用于测控系统中。单片机将采集和检测到的各种数据,通过通信接口传
2、递给上位机PC,再通过通信接口将各种指令和控制信息下达到单片机中。单片机通信目的就是要将多个远程的单片机、计算机以及各种外围设备进行互联,通过通信协议和通信方式,传输和处理交换的信息。既可通过一台计算机来控制和监视多台单片机系统,也可实现多台单片机之间的互联,组成不同的控制系统,适应不同的应用场合。7.1 串行通信的基本概念9/4/20212MCS-51单片机原理与应用并行通信的特点:就是将多个数据位同时进行传输,传输的数据有多少位,就相应地有多少根传输线,较适合于短距离的数据通信。串行通信的特点:就是只用一根数据线进行传输,多位数据必须在一根数据线上顺
3、序地进行传送。适合于多数位、长距离通信的场合。从图7.1中可看到,传送一个8位的二进制数10110011B,对于发送设备来说,需要7.1.1通信方式19/4/20213MCS-51单片机原理与应用首先将其做并行到串行的转换,然后用8个时钟周期（T1～T8）将其全部发送至接收设备；接收设备每个时钟周期接收到1位数据,需要8个时钟周期才能全部接收完毕,然后再经过串行到并行的转换,才算最终完成了这个8位数据的传输。串行通信中要解决好发送设备与接收设备之间的同步问题,否则会造成某些数据位的丢失而通信失败。根据采用的同步方式的不同,将串行通信进一步分为同步串行通信
4、和异步串行通信两种。异步串行通信方式:是将传输的数据按照某种位数进行分组（通常以8位的字节为单位）,在每组数据的前面和后面分别加上一位起始位和一位停止位,根据需7.1.1通信方式29/4/20214MCS-51单片机原理与应用要还可以在停止位前加一位校验位,并且停止位的长度还可以增加。这样组合而成的一组数据被称为一帧。图7.2是异步串行通信的数据传送格式。异步串行通信方式的结构简单,但是数据的传送量增加很多,导致传输效率不高,一般用在对传输速率要求不高的应用中。同步串行通信方式不再以字节为单位,而是以数据块7.1.1通信方式39/4/20215MCS-5
5、1单片机原理与应用为单位,每个数据块可以有多个字节构成,只在每个数据块的前后加上起始位和停止位,这样减少了需要额外传输的控制数据的长度,自然也就提高了传输的效率。同步通信方式的软硬件的复杂程度也随之上升,价格比较昂贵,一般只在传输速率要求较高系统使用。串行通信按照信息在设备间的传输方向,还可分为单工、半双工和全双工三种方式。分别如图7.3。单工方式:通信双方在任一时刻,只能单方向的传送数据。如图7.3（a）,通信方A只能作为发送方,而通信方7.1.1通信方式49/4/20216MCS-51单片机原理与应用B只能作为接收方,不能互换。半双工方式:通信双方可
6、通过传输线交替地进行双向传输,每个通信方都可以作为发送方或接收方,但在任一时刻,不能同时作为发送方和接收方。如图7.3（b）。全双工方式:通信双方通过两条传输线进行互连,两者之间的数据可以同时进行发送和接收。MCS-51单片机在硬件上具有全双工的结构。波特率:单位时间里传输的二进制代码的位数,单位是b/s或bps（位/秒）。例如：每秒钟传输120个字符,每个字符由10个二进制位（其中1个起始位、8个数据位和一个停止位）,其波特率为：120字符/秒×10位/字符=1200位/秒。7.1.2波特率19/4/20217MCS-51单片机原理与应用同步通信中数据
7、传输的波特率就是同步时钟的频率；而异步通信的时钟频率可以是波特率的整数倍。UART通用异步收发器:能完成异步串行通信的器件。异步串行通信接口有RS-232、RS-422和RS-485接口等。1.RS-232C标准RS-232C标准是常用的一种串行通信接口标准,它定义了数据终端设备DTE和数据通信设备DCE间接口规范。RS-232C接口标准采用的是标准的25针D型连接器,如图7.4,RS-232C连接器的引脚定义如表7.1。在使用时,经常采用9针连接器,9针D型连接器的引脚定义如表7.1中第1列括号内所示,其外观如图7.5所示。7.1.3串行通信总线标准及
8、其接口19/4/20218MCS-51单片机原理与应用RS-232C电平范围:逻
