第5章 单片机串行通信接口技术ppt课件.ppt

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1、5.1串行通信基础第5章单片机串行通信接口技术5.251系列单片机串行口结构5.3单片机串行口工作方式5.4单片机间的点对点通信5.5I2C总线通信5.6SPI串行通信接口实际应用中，单片机在一些被控对象较多的应用场合难以单独胜任，需要多个单片机或单片机与PC结合共同完成；同时，单片机从一些常用的外部设备、芯片获取必要的信息时，也需要与之进行通信。这些功能的实现都离不开单片机通信技术。本章主要内容为51系列单片机与其他外设间的通信技术，以串口通信为重点，介绍串口结构、控制寄存器、工作模式及波特率设置，并辅以通信实例，最后对常用串

2、行通信总线及其典型芯片进行介绍。第5章单片机串行通信接口技术5.1串行通信基础常用的数据传输方式可分为并行通信和串行通信两种：并行通信是指数据的各个二进制位在同一时间点同时进行传输，因而传输速度快，效率高，但所需数据线条数较多，传输距离不能太远，如图5-1所示。图5-1并行通信串行通信使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度，只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于单片机与单片机、单片机与外设之间的远距离通信，如图5-2所示。图5-2串行通信5.1串行通信基础5.1.1异步通信和同步通

3、信异步通信(AsynchronousCommunication)以帧的形式发送字符数据，每一帧为一个字符或一个字节，发送和接收双方各自具有一个控制发送和接收的时钟，且互相独立。异步通信每个字符帧的格式如表5.1所示：表5.1异步通信帧格式一个字符帧一般包含4个部分：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。1.异步通信1.起始位：占用一帧中的首位，用于表示开始发送数据。空闲状态下通信线路保持逻辑高电平（1），因而起始位通常配置为逻辑低电平（0）。2.数据位：是通信中需要传输的数据信息，可根据需要配置为5～8位不等。发送时，低位在前，高

4、位在后，如发送35H（00110101B），发送顺序为1-0-1-0-1-1-0-0。3.奇偶校验位：用于数据校验，分为奇校验和偶校验两种方式。奇校验指所有数据位和校验位中1的个数为奇数，计算时对所有数据位异或后取反，即得到校验位数值；偶校验指所有数据位和校验位中1的个数为偶数，计算时对所有数据位直接异或即得到校验位数值。奇偶校验常用于简单的错误检测，使用时通信双方需事先约定使用一致的校验方式。4.停止位：用于表征一帧信息的结束，可以取1位1位半或2位，通常为逻辑高电平（1）。5.1.1异步通信和同步通信异步通信的一个关键参数是

5、信息传输速度，用波特率表示。波特率的单位为bit/s，即每秒钟发送的二进制位数，波特率越高，数据传输速度越快。由于异步通信双方没有同步时钟信号，因而发送和接收双方必须采用相同的波特率，才能成功传送数据。异步通信不需同步时钟，数据在传输线路上是间断发送的，使用简单灵活，应用较广，51单片机的UART、PC上的RS232、RS485等都属于异步通信的范畴。但是，异步通信传送每个字符都需要添加起始位和停止位，降低了数据的有效传输速度，因而常用于传输速率不高的场合。5.1.1异步通信和同步通信2.同步通信同步通信(Synchronous

6、Communication)是一种连续的数据传输方式，传输过程中的数据格式包括同步字符、数据和校验字符三部分，其中同步字符可以有一到两个，数据部分为一连串的有效数据，数据之间没有间隔，数据块的末尾附加校验字符，如表5.2示:表5.2同步通信帧格式同步通信方式中，发送和接收双方需采用统一的时钟，以保证收发双方的完全同步。对于近距离的同步通信，通常专门在收发双方增加一条时钟信号线CLK实现同步；对于远距离同步通信，需用调制解调器从数据流中提取同步信号，采用锁相技术使接收方获得和发射方相同的时钟信号。5.1.1异步通信和同步通信5.1

7、.2串行通信的数据传送方式串行通信方式共有单工、半双工和全双工3种，如图5-3所示：A端发射器B端接收器A端发射器B端接收器A端接收器B端发射器A端发射器B端接收器A端接收器B端发射器单工半双工全双工全双工图5-3串行通信的三种数据传送方式单工：通信中的任意时刻，信息都只能由一方向另一方单向传送，只需一条数据线即可实现。半双工：数据可以实现双向传送，但由于同样采用一根数据线，在同一时间内数据只能由一方传向另一方。全双工：采用两条数据线，数据可以实现同时双向传送，51单片机内的UART即为全双工串行口。8051单片机具有一个标准全

8、双工串口，支持4种工作方式，串行口的访问和设置通过以下三个特殊功能寄存器实现：SBUF、SCON、PCON。5.1.2串行通信的数据传送方式5.2.1SBUF缓冲器单片机收发数据通过缓冲器完成，发送缓冲器只能写入不能读取，而接收缓冲器只能读取不能发送，两者工作时