第9章-串行通信及80C51中的串行端口.ppt

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1、第9章串行通信及80C51中的串行端口80C51的通用同步/异步收/发器USART模块9.2串行通信9.19.1串行通信9.1.1概述1．串行通信的优点在并行通信中，数据有多少位就需要有多少条传送线，而串行通信只需要一条传送线。故串行通信节省传送线，特别是长距离传送时，这个优点就更为突出。但是串行传送的速度慢，若并行传送所需的时间为T，则串行传送的时间至少为NT（其中N为位数）。2．同步通信与异步通信在串行通信中，有两种最基本的通信方式。（1）非同步（异步）通信ASYNC（asynchronousdatacommunication）它用起始位表示字符的开

2、始，用停止位表示字符的结束。如图9-1所示。图9-1异步通信的格式②数据信号传送速率数据信号传送速率的规定，对于CPU与外界的通信是很重要的。假如数据传送的速率是120字符/秒，而每一字符包含10个数据位，则每秒传送的二进制位数为10×120=1200位/秒=1200bit/s则每一位的传送时间即为Td=1/1200=0.833ms③波特率（Baudrate）图9-2信号传输率与波特率的关系（2）同步传送在异步传送中，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，至少占用了1/5的时间，所以，在数据块传送时，为了提高速度，就去掉这些标志，在数据块

3、开始处用同步字符来指示。如图9-3所示。图9-3同步字符3．数据传送方向通常串行通信，数据在两个站之间是双向传送的，A站可作为发送端，B站作为接收端，也可以将A站作为接收端，B站作为发送端，根据要求又可以分为半双工和完全双工两种。（1）半双工（halfduplex）半双工传送如图9-4所示。图9-4半双工示意图（2）完全双工（fullduplex）完全双工传送方式如图9-5所示，即两个站同时都能发送。图9-5完全双工示意图4．信号的调制和解调图9-6通信信号示意图图9-7电话线的频带图图9-8数字信号通过电话线传送产生的畸变图9-9调制与解调示意图图9-1

4、0FSK调制法原理图5．串行I/O的实现6．串行通信的校验方法（1）软件奇偶校验9.1.2串行接口标准EIARS-232C接口图9-11RS-232C的引脚图图9-12接收器和发送器的具体电路图9-13计算机与远方终端和当地终端连接示意图9.1.3串行通信组网方式图9-14常见的4种网络结构图1．双机通信方式2．多机通信方式3．多主机通信方式图9-15一点对多点多机通信方式图9-16多主机通信方式9.280C51中的通用同步/异步收/发器USART模块表9-1标准80C51的USARI串口支持的通信类型9.2.2USART模块相关的寄存器续表位1位2位3位

5、4位5位6位7位8SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI1．串口控制寄存器SCONSM0SM1工作方式功能说明波特率0008位数据，同步固定，fosc/120118位数据，异步（10位帧）可变，由TI提供1139位数据，异步（11位帧）102半固定，fosc/64或fosc/32表9-3串行口的工作方式2．电源控制寄存器PCON位1位2位3位4位5位6位7位8SMOD———GF1GF0PDIDL9.2.3USART模块的电路结构图9-17串口结构方框示意图（1）接收部分包含接收控制器、接收缓冲器、接收移位寄存器和接收引脚等电路。（2）发送部分包含发送

6、控制器、发送缓冲器、发送控制门和发送引脚等电路。（3）公用部分包含串口控制寄存器、波特率发生器、同步/异步切换开关MUX和中断相关电路等。9.2.4USART模块的工作原理1．方式l—异步/双工/10位帧结构—双机通信图9-18串行异步收/发器简化示意图图9-19方式1下USART的帧格式和时序图图9-20方式1发送时的时序（2）接收过程图9-21方式1接收时序图2．方式2和方式3—异步/双工/11位帧结构—多机通信图9-22方式2和方式3下USART的帧格式和时序图（1）发送过程图9-23方式2、方式3发送时序（2）接收过程3．方式0—同步/主控/半双工

7、/8位数据—移位寄存器工作于方式0之下的串行口被当作一个USRT接口，这时存在以下几点局限性：①只能工作于半双工或单工方式；②只能工作于主控方式；③不能被用于80C51单片机之间的相互通信。图9-24串行同步主控发送器/接收器示意图（1）发送过程图9-25串行同步主控发送时序图（2）接收过程图9-26串行同步主控接收时序图9.2.5多机通信的实现原理1．多机通信的接线方式图9-27单工的多机通信连接示意图图9-28半双工的多机通信连接示意图图9-29全双工的多机通信连接示意图图9-30利用RS-232的多机通信连接示意图图9-31利用调制解调器的多机通信连

8、接示意图图9-32一主多从式多机通信连接示意图2．多机通信的实现方