串口及串行通信技术ppt课件.ppt

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1、第八章串口及串行通信技术教学目的学习重点和难点掌握串行通信基础知识掌握MCS-51单片机的串行通信的基本原理MCS-51单片机串行通信的基本原理单片机串行通信的应用本章主要内容串行数据通信基础知识串行口内部结构串行口工作方式以及应用单片机通信第一节串行数据通信基础知识单片机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。一、并行通信和串行通信并行通信——数据的各位同时传送。①各数据位同时传送，传送速度快、效率高。但有多少数据位就需要有多少根数据线，因此传送成本高；②在集成电路芯片的内部、同一插件板上各部件之间、同一机箱内各

2、插件板之间等的数据传送都是并行的；③并行数据传送距离通常小于30米，适用于近距离通信。特点：①数据传送按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低，但速度慢；②计算机与远程终端或终端与终端之间的数据传送通常都是串行的；③串行数据传送的距离可以从几米到几千公里；④适用于长距离通信；⑤在通信技术中，输出又称为发送（TXD），输入又称为接收（RXD）。串行通信——数据一位一位顺序传送。特点：基本通讯方式示意图二、串行数据通信基本原理串行通信有两种基本通信方式：异步通信和同步通信。1、异步通信方式在异步通信中，接收端是依靠字符帧格式来判断发送端

3、是何时开始发送及何时结束发送。平时，发送线为高电平（逻辑“1”），每当接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑“0”（字符帧中起始位）时，就知道发送端已开始发送，每当接收端接收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符信息己发送完毕。在异步通信中，数据通常是以字符（或字节）为单位组成字符帧传送的。字符帧由发送端一帧一帧地发送，通过传输线被接收设备一帧一帧地接收。发送端和接收端可以有各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。停止位：位于字符帧末尾，为逻辑“1”（高电平），通常可取1位、1.5位或2位，用于向接收端表示一帧字符

4、信息已发送完毕，也为发送下一帧字符作准备。字符帧（CharacterFrame）字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四部分组成。各部分结构和功能分述如下：起始位：位于字符帧开头，只占一位，始终为逻辑“0”（低电平），用于向接收设备表示发送端开始发送一帧信息。数据位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取5位、6位、7位或8位，低位在前高位在后。若所传数据为ASCII字符，则常取7位。奇偶校验位：位于数据位后，仅占一位，用来表征串行通信中采用奇校验还是偶校验，由用户根据需要决定。异步通信的字符帧格式2、同步通信方式同步字符帧由同步

5、字符、数据字符和校验字符组成。其中：同步字符位于帧结构开头，用于确认数据字符的开始（接收端不断对传输线采样，并把采到的字符和双方约定的同步字符比较，只有比较成功后才会把后面接收到的字符加以存储）；数据字符在同步字符之后，个数不受限制，由所需传输的数据块长度决定；校验字符有1～2个，位于帧结构末尾，用于接收端对接收到的数据字符的正确性的校验。同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧和异步通信中的字符帧不同，通常有若干个数据字符。在同步通信中，同步字符可以采用统一标准符式，也可由用户约定。在单同步字符帧结构

6、中，同步字符常采用ASCII码中规定的SYN(即16H)代码；在双同步字符帧结构中，同步字符一般采用国际通用标准代码EB90H。同步通信的字符帧格式在发送时，将CPU送来的并行数据转换成一定格式的串行数据，从引脚TXD上按规定的波特率逐位输出；接收时，要监视引脚RXD，一旦出现起始位“0”，就将外设送来的一定格式的串行数据转换成并行数据，等待CPU读入。MCS-51单片机串行I/O端口的基本工作过程是按异步通信方式进行的。3、波特率在串行通信中，对数据传送速率有一定要求。在一帧信息中，每一位的传送时间（位宽）是固定的，用位传送时间Td表示。

7、Td的倒数称为波特率（Baudrate）。波特率表示每秒传送的位数，单位b/s（记作波特）。异步通信的传送速率一般在50～9600b/s之间。例：电传打字机的传送速率每秒钟10个字符，若每个字符的一帧为11位，则传送波特率为：11位/字符×10字符/s＝110b/s位传送时间Td＝9.1ms4、两种串行通信方式的优缺点异步通信优点：不需要传送同步脉冲，字符帧长度也不受限制，故所需设备简单。缺点：字符帧中因包含有起始位和停止位而降低了有效数据的传输速率。同步通信优点：传输速率较高，通常可达56000bit/s或更高。缺点：要求发送时钟和接收时

8、钟保持严格同步，故发送时钟除应和发送波特率保持一致外，还要求把它同时传送到接收端去。5、通信方向在串行通信中，数据是在两个站之间传送的。按照数据传送方向，串行通信可分为单工、半双