单片机 串行接口.ppt

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1、串行接口★概述★单片机串行口的结构与工作原理★串行口的控制寄存器★串行口的工作方式★串行口的应用编程1概述单片机应用与数据采集或工业控制时，往往作为前端机安装在工业现场，远离主机，现场数据采用串行通信方式发往主机进行处理，以降低通信成本，提高通信可靠性。如下图所示。★数据通信方式有两种：并行通信与串行通信★串行通信的分类：同步串行通信和异步串行通信一、异步通信：通信的双方应该有一个约定，什么时候开始发送，什么时候发送完毕；接收方收到的信息是否正确等，这就是通信协议。异步串行通信一帧数据格式：一个起始位“0”,表示字符的开始，然后是5～

2、8位数据即该字符的代码，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位(可省略)，最后以停止位“1”表示字符的结束。优点：硬件结构简单。缺点：传输速度慢。…P1D0D1D2D3D4D5D6D7P10第n个字符（一帧）n-1n+10D0…起始位数据位（5～8位）校验位停止位二、同步通信在同步通信中，发送方在数据或字符开始处就用同步字符(常约定1～2个字节)指示一帧的开始，由时钟来实现发送端和接收端同步，接收方一旦检测到与规定的同步字符符合，下面就连续按顺序传送若干个数据，最后发校验字节。见下图：SYN字符1SYN字符2数据1数据2….数据

3、n连续传送n个数据校验三、单工、半双工、全双工通信方式按通信方向分类：单工、半双工、全双工通信方式1．单工方式:一端是发送端，另外一端是接收端：2.半双工方式每端口有一个发送器和一个接收器，通过开关连接在线路上，数据可以双向传送，但不能同时发送和接收.要通过换向器转换方向。3.全双工方式通信双方用两个独立的收发器单独连接,可以同时发送和接收数据,因而提高了速度。1.实现数据格式化因为CPU发出的数据是并行数据，接口电路应实现不同串行通信方式下的数据格式化任务，如自动生成起止方式的帧数据格式(异步方式)或在待传送的数据块前加上同步字

4、符等。在串行传输中，通信的双方都按通信协议进行，所谓通信协议就是通信双方必须共同遵守的一种约定，约定包括数据的格式、同步的方式、传送的步骤、检纠错方式及控制字符的定义等。串行接口的基本任务就是：2.进行串、并转换在发送端，接口将CPU送来的并行信号转换成串行数据进行传送；而在接收端，接口要将接收到串行数据变成并行数据送往CPU，由CPU进行处理。3.控制数据的传输速率接口应具备对数据传输率—波特率的控制选择能力，即具有波特率发生器。4.进行传送错误检测在发送时，对传送的数据自动生成校验位或校验码，在接收端能检查校验位或校验

5、码，以确定传送中是否有误码。51系列单片机内有一个全双工的异步通信接口，通过对串行接口写控制字可以选择其数据格式，同时内部有波特率发生器，提供可选的波特率，可完成双机通信或多机通信。四、波特率单位时间内传送的信息量。在计算机中，以每秒传送的二进制位数为单位。例如：100字符/秒，1个字符11位，波特率为：100×11=1100（波特）平均每位传送占用时间Td=1/1100=0.909ms（一）通信线的连接通信速率和通信距离这两个方面是相互制约的，降低通信速率，可以提高通信距离.不同的通信距离，串行通信电路有不同的连接方法。五.串行

6、通信总线标准及接口RXDTXDGNDRXDTXDGNDRXDTXDGND电平转换RXDTXDGNDRXDTXDGND电平转换RXDTXDGND微机微机其他设备较远距离传送电路近距离传送电路微机接口调制解调器调制解调器接口微机电话分机电话分机远距离传送电路数字信号通过调制器变成模拟信号通过电话线传送到对方，接收方通过解调器将模拟信号转换成数字信号接收。（二）串行通信接口总线标准测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异步总线标准有三种：●RS-232（RS-232ARS-232BRS-232C）●RS-449（RS422R

7、S423RS485）●20mA电流环这里重点介绍RS-232RS-232C：速率：20Kbit/S，最大通信距离：15mRS422：10Mbit/s，:300m90Kbit/s，：1200m2单片机串行口的结构与工作原理51单片机有一个可编程的全双工异串行通信接口，它可作UART用，也可作同步移位寄存器，其帧格式可有8位、10位或ll位，并能设置各种波特率，给使用者带来很大的灵活性。一、串行口的内部结构发送SBUF（99H）门88图8.7串行口结构框图RXD(P3.0)TXD(P3.1)中断接收SBUF（99H）定时器T1fosc2分

8、频器发送控制器接收控制器串寄行存控器制SCON（98H）输入移位寄存器TIRI内部总线5l单片机通过引脚RXD(P3.0)串行数据接收端)和引脚TXD(P3.l)串行数据发送端)与外界进行通信。图中有两个物理上独立的接收