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1、第9章：串口通信本章基本要求：⑴基本概念⑵51的串行接口*⑶串行接口的应用*并行并行通信串行串行串行串行1位9.1串行通信基础所谓“通信”是指计算机与其他设备之间进行的信息交换。通信的方式分为并行通信和串行通信两种。并行通信是构成一组数据的各位同时进行传送，例如8位数据或16位数据并行传送。其特点是传输速度快,但当距离较远、位数又多时导致了通信线路复杂且成本高。串行通信是数据一位接一位地顺序传送。其特点是通信线路简单,只要一对传输线就可以实现通信(如电话线)，可大大地降低成本,适用于远距离通信。缺
2、点是传送速度慢。9.1串行通信基础下图为以上两种通信方式的示意图。由图可知,假设并行传送N位数据所需时间为T,那么串行传送的时间至少为NT,实际上总是大于NT的。9.1串行通信基础9.1.1串行通信的分类1、异步通信异步传送的特点是数据在线路上的传送不连续。在传送时,数据是以一个字符为单位进行传送的。它用一个起始位表示字符的开始,用停止位表示字符的结束。异步传送的字符格式如图所示。①字符帧：也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位4个部分组成。9.1串行通信基础9.1串行通信基础②波特率：
3、就是数据的传送速率,即每秒钟传送的二进制位数，单位：位/秒。说明：要求发送端与接收端的波特率必须一致。波特率越高，传送速度越快。例：设字符传送的速率为120字符/秒,而每1个字符为10位,那么传送的波特率为：10位/字符×120字符/秒=1200位/秒=1200波特。每1位二进制位的传送时间Td就是波特率的倒数，例中：Td=1/1200=0.833ms9.1串行通信基础2、同步通信在异步传送中,每一个字符都要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志,占用了一定的时间。为了提高传送速度,有时就去掉这
4、些标志,而采用同步传送,即1次传送1组数据。在这1组数据的开始处要用同步字符SYN来加以指示,如图示：9.1.2串行通信的制式串行通信的数据传送方向有三种形式。9.1串行通信基础1、单工制式（Simplex）单工制式是指甲乙双方通信时只能单向传送数据，发送方和接收方固定。单工：广播9.1串行通信基础2、半双工制式半双工制式是指通信双方都具有发送器和接收器，既可发送也可接收，但不能同时接收和发送，发送时不能接收，接收时不能发送。半双工：对讲机9.1串行通信基础全双工制式是指通信双方均设有发送器和接收
5、器，并且信道划分为发送信道和接收信道，因此全双工制式可实现甲乙双方同时发送和接收数据，发送时能接收，接收时也能发送。3、全双工制式双工：电话9.1串行通信基础9.1.3调制解调器计算机通信是一种数字信号的通信,如图所示。它要求传送线的频带很宽,而在长距离通讯时,通常是利用电话线来传送的,该线不可能有这样宽的频带。如果用数字信号经过传送线直接通讯,信号就会畸变。9.1串行通信基础因此要在发送端用调制器(Modulator)把数字信号转换为模拟信号,在接收端用解调器(Demodulator)检测此模拟
6、信号,再把它转换成数字信号,如图所示。9.2MCS-51单片机串行接口51单片机内部有一个功能很强的全双工串行口,可同时发送和接收数据。它有四种工作方式，可供不同场合使用。波特率由软件设置,通过片内的定时/计数器产生。接收、发送均可工作在查询方式或中断方式,使用十分灵活。51的串行口除了用于数据通信外,还可以非常方便地构成1个或多个并行输入/输出口或作串并转换,用来驱动键盘与显示器。51单片机的串行接口硬件结构SBUF（发）SBUF（收）发送控制器TI接收控制器RI移位寄存器波特率发生器T1+A累
7、加器移位寄存器RxDP3.0TxDP3.1去申请中断引脚引脚CPU内部1、发送和接收电路①SBUF是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器,可同时发送、接收数据。两个缓冲器只用一个字节地址99H,可通过指令对SBUF的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。MOVSBUF,A;CPU写SBUF,就是修改发送缓冲器;MOVA,SBUF;CPU读SBUF,就是读接收缓冲器。串行口对外也有两条独立的收发信号线RXD(P3.0)和TXD(P3.1),因此可以同时发送、接收数据,实现全双工传送。9
8、.2MCS-51单片机串行接口②发送和接收过程都是在发送和接收时钟控制下进行的，必须与设定的波特率保持一致。一般，51单片机的串口时钟是由内部定时器的溢出率经16分频后提供。2、串行口控制寄存器SCON、PCONSCON用来控制串行口的工作方式和状态（可位寻址）。在复位时所有位被清0,字地址为98H。PCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器,单元地址为87H,不能位寻址。SCON、PCON的格式和内容如下图。9.2MCS-51单片机串行接口串行口控制寄存器SC
