串行接口及其串行通信

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1、15.4MCS-51單片機(jī)的串行接口及其串行通信5.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)5.4.2MCS-51串行口及控制寄存器5.4.3MCS-51串行通信工作方式及應(yīng)用習(xí)題:6,9，10，15*25.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)一、數(shù)據(jù)通信的概念計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送—數(shù)據(jù)通信并行數(shù)據(jù)通信同步串行異步35.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)并行數(shù)據(jù)傳送串行數(shù)據(jù)傳送原理各數(shù)據(jù)位同時傳送數(shù)據(jù)位按位順序進(jìn)行優(yōu)點(diǎn)傳送速度快、效率高最少只需一根傳輸線即可完成：成本低缺點(diǎn)數(shù)據(jù)位數(shù)→傳輸線根數(shù)：成本高速度慢應(yīng)用傳送距離＜30米，用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部幾米～幾千公里，用于計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間45.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)二、串行通信

2、的基本方式(一)異步通信以字符為傳送單位,用起始位和停止位標(biāo)識每個字符的開始和結(jié)束字符，間隔不固定，只需字符傳送時同步即可。異步通信常用格式：字符幀D0D1D2D3D4D5D6D7停止位起始位55.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)異步通信的雙方需要兩項(xiàng)約定：1.字符格式：一幀字符位數(shù)的規(guī)定：數(shù)據(jù)位，校驗(yàn)位，起始位和停止位。2.波特率(位/秒)和傳送速率的規(guī)定：例：要求每秒傳送120個字符，每幀為10位（數(shù)據(jù)8位）。解：B=120×10=1200波特每位0.83ms數(shù)據(jù)位傳送速率=120×8=960位/秒幀圖5?15異步串行通信的字符格式起始位數(shù)據(jù)位[0~（n?1）位]奇偶位停止位起始位位時間65.4.

3、1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)(二)同步通信方式同步字符1同步字符2數(shù)據(jù)Td圖5.2同步通信的格式在同步通信中，以一串字符為一個傳送單位，字符間不加標(biāo)識位，在一串字符開始用同步字符標(biāo)識。如果發(fā)送的數(shù)據(jù)塊之間有時間間隔，則發(fā)送同步字符填充，使發(fā)送和接收雙方同步。75.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)三、串行接口功能：（1）發(fā)送器：并?串?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，添加標(biāo)識位和校驗(yàn)位，一幀發(fā)送結(jié)束，設(shè)置結(jié)束標(biāo)志，申請中斷。（2）接收器：串?并數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，檢查錯誤，去掉標(biāo)識位，保存有效數(shù)據(jù)，設(shè)置接收結(jié)束標(biāo)志，申請中斷。（3）控制器：接收編程命令和控制參數(shù)，設(shè)置工作方式：同步/異步、字符格式、波特率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位與同步時鐘比例等

4、。85.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)四、串行數(shù)據(jù)傳送方向（通路形式）：1、單工通訊：數(shù)據(jù)單向傳送。（1條數(shù)據(jù)線，單向）2、半雙工通訊：數(shù)據(jù)可分時雙向傳送。（1條或2條數(shù)據(jù)線，雙向）3、全雙工通訊：可同時進(jìn)行發(fā)送和接收。（2條數(shù)據(jù)線，雙向）95.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)發(fā)送器接收器地線數(shù)據(jù)線單工形式串行通信發(fā)送接收器接收發(fā)送器地線數(shù)據(jù)線半雙工形式串行通信發(fā)送接收器接收發(fā)送器地線數(shù)據(jù)線全雙工形式串行通信105.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)五、異步串行通信的信號形式1、采用數(shù)字信號直接傳送（適合于近程通信）。在傳送過程中不改變原數(shù)據(jù)代碼的波形和頻率。這種數(shù)據(jù)傳送方式稱之為基帶傳送方式。通信雙方只需用傳輸線把兩端

5、的接口電路直接連起來即可實(shí)現(xiàn)。2、采用頻率調(diào)制法，也叫頻帶傳送方式（適合于遠(yuǎn)程通信）。遠(yuǎn)距離直接傳輸數(shù)字信號，信號會發(fā)生畸變，因此要把數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號再進(jìn)行傳送?？衫霉饫|、專用通信電纜或電話線等連接。115.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)通常：“1”：1270Hz或2225Hz；“0”：1070Hz或2025Hz。125.4.1串行數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)因通信時（有干擾）信號要衰減，所以常采用RS232電平負(fù)邏輯，拉開“0”和“1”的電壓檔次，以免信息出錯：TTL正邏輯：“0”：0—0.8V；“1”：2.4V—+5V。TTL電平直接傳輸距離一般不超過1.5米。RS-232C(電平轉(zhuǎn)換芯片為MAX232

6、)RS-422RS-485RS232負(fù)邏輯（EIA電平）：“0”：+3V—+25V；“1”：-3V—-25V。最大傳輸信息的長度為15米。ElectronicIndustriesAssociation,電子工業(yè)聯(lián)合會135.4.2MCS-51串行口及控制寄存器MCS?51系列單片機(jī)的串行口是全雙工的，這個口既可以用于網(wǎng)絡(luò)通信，也可以實(shí)現(xiàn)串行異步通信，還可以作為同步移位寄存器使用。在串行口中可供用戶使用的是它的寄存器，因此了解其寄存器結(jié)構(gòu)對用戶來說是十分重要的。一、MCS-51串行口寄存器結(jié)構(gòu)串行接口輸入/輸出引腳：TXD(P3.1)、RXD(P3.0)發(fā)送SBUF（99H）接收SBUF（99

7、H）輸入移位寄存器TI（發(fā)送中斷）TXD串行輸出8051內(nèi)部總線RXD串行輸入RI（接收輸入）移位時鐘圖5-23MCS-51串行口寄存器結(jié)構(gòu)在接收方式下，串行數(shù)據(jù)通過引腳RXD（P3.0）進(jìn)入。由于在接收寄存器之間還有移位寄存器，從而構(gòu)成了串行接收的雙緩沖結(jié)構(gòu)，以避免在數(shù)據(jù)接收過程中出現(xiàn)幀重疊錯誤，即在下一幀數(shù)據(jù)來時，前一幀數(shù)據(jù)還沒有讀走。在發(fā)送方式下，串行數(shù)據(jù)通過TXD（P3.1）送出。與接收數(shù)據(jù)情況不同，