第7章串行通信ppt课件.ppt

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1、第7章MCS-51系列单片机的串行口及应用概述单片机应用于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。7.1串行通信概述1．通信的概念单片机与外界进行信息交换统称为通信。通信的基本方式有两种：并行通信和串行通信。并行通信：将数据字节的各位用多条数据线同时发送或接收。其特点是传送速度快，效率高，但成本高，适用于短距离传送数据。计算机内部的数据传送一般均采用并行方式。串行通信：将数据字节分成一位一位的形式在一条传输

2、线上逐个地传送。其特点是传送速度慢，但成本低，适用于较长距离传送数据，但数据的传送控制比并行通信复杂。计算机与外界的数据传送一般均采用串行方式。2．数据串行通信的线路形式常用于数据通信的传输形式有单工、半双工、全双工。1）.单工方式:一端固定为发送端，另外一端固定为接收端。数据传送是单向的，因此，只需要一条数据线。这种传输方式的用途有限，常用于串行口的打印数据传输与简单系统间的数据采集。2).半双工方式数据可实现双向传送，但不能同时进行，实际的应用采用某种协议实现收/发开关转换。数据传送是双向的，但任

3、一时刻数据只能是一端发送另一端接收。3).全双工方式允许双方同时进行数据双向传送，两端都可以同时发送和接收数据。3.串行通信的基本通信方式串行通信的分类：同步串行通信和异步串行通信1).同步通信(SynchronousCommunication)所谓同步通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。同步通信把许多字符组成一个信息组，或称为信息帧，每帧的开始用同步字符来指示。同步通信是一种连续串行传送数据的

4、通信方式，一次通信只传送一帧信息。其信息帧的格式为：同步通信传送信息的位数几乎不受限制，通常一次通信传的数据有几十到几千个字节，且字符间不留间隙，通信效率较高。但它要求在通信中保持精确的同步时钟，所以其发送器和接收器比较复杂，成本也较高，一般用于传送速率要求较高的场合。2).异步通信(AsynchronousCommunication)异步通信方式不需要固定的同步字符，在发送多个数据时也不要求保持数据流的连续性，收发双方在传送每个数据时都进行一次同步。在异步通信方式中，接收器和发送器都有各自的时钟。不

5、发送数据时，数据信号线总是呈现高电平，称其为空闲态。异步通信用一帧来表示一个字符，以字符帧为单位进行传输。字符与字符之间的间隔（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的。每一字符帧都是由起始位、数据位、校验位和停止位构成的。帧与帧之间可以连续发送，也可以用高电平间隔。其字符帧的数据格式为：在一帧格式中，先是一个起始位“0”(低电平)，然后是5～8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是1位奇偶校验位(可以省略)，最后是1～2位的停止位“1”(高电平)。起始位：当发送方需要发送一帧数

6、据时，先要发送一位低电平信号。其作用就是控制收发双方的同步，表示一帧数据传输的开始。数据位：就是串行输出的待传送数据的各个二进制位。串行数据在传送时从最低位开始。校验位：紧跟数据位之后的一位可选位。其作用是对发送的数据进行校验。多采用奇偶校验位方式。停止位：串行帧必须通过停止位来表示一帧的结束。停止位可以是1位、1.5位或2位，用固定的高电平表示。常用的帧格式是：1位起始位、8位数据位、1为停止位，即10位数据传递优点：不要求收发双方的时钟严格一致，可靠性高，硬件结构简单缺点：每个字符要附加2-3位用

7、于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。在单片机中，主要使用异步通信方式在异步通信中，收发双方有两项设定必须保持一致：帧格式的设定必须一致。即一帧数据中的数据长度、校验方式及停止位个数的设定都必须一致；波特率的设定必须一致。收发双方必须按设定的帧格式和波特率进行通信，才能保证数据传输的成功。例如，在异步通信中传输速度为360字符/s，每个字符又包含10bit，则波特率为：360字符/s×10bit/字符＝3600bit/s（波特）国际推荐波特率：110、300、600、1200、2400、480

8、0、9600、19200、38400波特等。波特率：表示信息的传输速率，即每秒传送的二进制位数，其单位是波特率，1波特率=1位/秒(b/s)通信时钟信号一般由定时器产生D0D1D2D3D4D5D6D7通信时钟通信数据7.2MCS-51系列单片机的串行接口MCS-51单片机内部有一个全双工的串行通信口，它可工作在异步通信方式(UART)下，与串行传送信息的外部设备相连接，或用于通过标准异步通信协议进行全双工通信的8051多机系统，也可以工作在同步方式下。7