单片机原理及应用第5章.ppt

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1、5.1串行通信概述5.2串行口的结构及工作原理5.3MCS-51串行口的应用第5章串行数字通信5.1串行通信概述在计算机系统中，主机与外设之间及主机系统与主机系统之间的数据交换称为通信，分为串行通信和并行通信。并行通信方式下数据的各位同时进行传送，并由传输数据的位数决定传输线的数目。串行通信方式下数据一位一位串行地顺序传送，最少只需一根传输线即可完成。按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可以分为同步通信和异步通信两种。5.1.1同步通信和异步通信1、同步通信2、异步通信在异步通信中，数据通常是以字符为单位组成字符帧传送的。字符帧由发送端一帧一帧地

2、发送，通过传输线被接收端一帧一帧地接收。发送端和接收端由各自独立的时钟来控制数据的发送和接收。字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等4部分组成，如图所示为11位的帧格式。波特率为每秒传送二进制数码的位数，单位为b/s，是异步通信的一个重要指标。2、异步通信格式5.1.2串行通信的制式◆单工方式单方向由发送端向接收端传送。◆半双工方式两个工作站之间通过传输线进行数据的交替双向传送。◆全双工方式由两条传输线连接两个工作站，两站之间的数据可同时双向传送。5.1.2串行通信的三种制式5.1.3串行通信的信号传输1、通信线的连接方式图5.

3、4通信线的连接方式2、RS-232C接口标准(a)25针的连接器(b)9针的连接器图5.5RS-232C接口MCS-51串行口的结构由串行口控制电路、发送电路和接收电路3部分组成，其结构如图所示。发送电路由发送缓冲器SBUF和发送控制电路组成，用于串行口的发送；接收电路由接收缓冲器SBUF和接收控制电路组成，用于串行口的接收。5.2串行口的结构及工作原理5.2.1串行口的结构5.2.2串行口的控制1、串行口的控制寄存器SCON方式2或3时，SM2=0，则单机工作，接收一帧数据后，不管第9位（RB8）是0或1，都置RI=1，接收到的数据装入SBUF

4、中；SM2=1，则多机通信，若RB8=1，激活RI，引起接收中断方式1中，当接收时，SM2=1则只有收到有效停止位才激活RI。方式0时，SM2置为0寄存器SCON的结构2、电源控制寄存器PCONPCON称为电源控制寄存器，格式如表5.4所示。串行通信中只用了其中的最高位SMOD，初始化时，SMOD=0，其余各位用于电源管理。PCON的字节地址为87H，无位地址，只能进行字节寻址。为1时，方式1、2、3的波特率加倍5.2.3串行口的工作方式１.方式０发送时，“SBUF（发送）”相当于一个并入串出的移位寄存器，由MCS-51的内部总线并行接收8位数据

5、，并从TxD线串行输出；接收时，“SBUF（接收）”相当于一个串入并出的移位寄存器，从RxD线接收一帧串行数据，并把它并行送入内部总线。发送操作是在TI=0下进行的，CPU通过执行movsbuf,a指令给“sbuf(发送)”送出发送字符后，RxD线上即可发出8位数据，TxD线上发送同步脉冲。8位数据发送完毕后，TI由硬件置位，并向CPU请求中断。响应后用软件使TI清零，然后再给“sbuf(发送)”送下一个欲发送字符，重复上述过程。接收过程是在RI=0和REN=1条件下启动的。串行数据由RxD线输入，TxD线输出同步脉冲。接收电路接收到8位数据后，

6、RI自动置“１”和发出串行口中断请求。CPU查询到RI=1或响应中断后便可通过mova,sbuf把接收到的数据送Ａ。RI由软件复位。２.方式１此方式下，串行口设定为10位异步通信方式。字符帧中有8位数据位，1位起始位和1位停止位。发送操作在TI=0时，执行movsbuf,A开始，然后发送电路自动在8位发送字符前后分别添加1位起始位和停止位，并在移位脉冲作用下在TxD线上依次发送一帧信息，发送完后自动维持TxD线为高电平。TI由硬件在发送停止位时置位，由软件复位。接收操作在RI=0和REN=1进行。接收电路连续8次采样到RxD为低电平时，相应检测器

7、便可确认RxD线上有了起始位。此后，接收电路就改为对第7,8,9三个脉冲进行检测，以三中取二原则来确定所采样数据的值。在接收到第9数据位（停止位）时，须满足：RI=0和SM2=0或接收到的停止位为“１”，才能把接收到的8位字符存入“sbuf(发送)”中，把停止位送RB8中，使RI=1和发出串行口中断请求。若条件不满足，则此次收到的数据被舍去，不装入“SBUF(接收）”中。3.方式２和方式３二者都是11位异步收发。方式２的波特率由MCS-51主频fosc经32或64分频后提供；方式３的波特率由定时器T1的溢出率经32分频后提供，是可调的。二者的发送

8、和接收过程和方式１类似。不同之处在于：发送时，CPU除要把发送字符装入“SBUF(发送）”外，还把第9位数据位预先装入SCON的TB8中