单片机原理及应用（基于C语言） 教学课件 作者 吴政江张定祥 编著 第6章 串行接口及串行通信技术.pptVIP

尚辅网 尚辅网 6.1 串行通信基础知识 6.1.1 串行通信的基本概念 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备（如打印机、显示器等）之间常常要进行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交换信息，所有这些信息交换均可称为通信。 （1）并行通信：将数据的各位用多条数据线同时进行传送。 优点：传输速度快、速率高。 缺点： 数据有多少位，就需要多少根传送线，长距离传输成本高，可靠性差，只适用于近距离传输。 （2）串行通信：将数据分成1位1位的形式在一条传输线上逐个地传送。 优点：只需一对传输线，特别适用于远距离通信。 6.1.2 串行通信的制式 根据同一时刻数据流的方向分为三种基本的数据传送方式：单工半双工、全双工。 单工方式：指甲乙双方通信时只能单向传送数据，发送方和接收方固定。?? 半双工方式：指通信双方都具有发送器和接收器，既可发送也可接收，但不能同时接收和发送。?? 全双工方式：指通信双方都具有发送器和接收器，既可发送也可接收，而且能同时发送和接收。 6.1.3 串行通信的分类 串行通信的数据是逐位传送的，发送方发送的每一位都具有固定的时间间隔，接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。按数据格式的不同，串行通信可分为同步串行通信和异步串行通信两种类型。 （1）同步串行通信 同步串行通信的信息帧均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。 其中，同步字符位于帧开头，有1个或2个，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，没有个数的限制，由所需传输的数据块长度来决定。校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性校验。 优点：传输速度较快。 缺点：要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步，对硬件要求较高。适用于成批数据传送。 （2）异步串行通信 异步串行通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。 ①字符帧的帧格式?  字符帧由四部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。 起始位：位于字符帧的开头，只占一位，始终为逻辑低电平。 数据位：紧跟起始位后，可取5、6、7、8位，低位在前，高位在后。 奇偶校验位：占一位，用于对字符传送作正确性检查，有三种可能，即奇校验、偶校验和无校验，由用户根据需要选定。 停止位：位于字符帧的末尾，为逻辑“1”高电平，可取1、1.5、2位。 ②波特率 每秒钟传送二进制代码的位数称之为波特率。每秒传送一个格式位就是1波特，即：1波特=1b/s（位/秒）。 时钟频率高，则波特率也高，通信速度就快；反之，时钟频率低，则波特率也低，通信速度就慢。 6.2 AT89C51单片机的串行接口 6.2.1 串行接口的结构与控制 AT89C51内部有一个可编程的全双工串行通信接口。它由一些特殊功能寄存器组成，即串行数据缓冲器（SBUF）、串行控制寄存器（SCON）和电源控制寄存器（PCON）等。串行接口结构如图6-4所示。 （1）串行数据缓冲器（SBUF） SBUF是串行数据缓冲寄存器，包括发送寄存器和接收寄存器，以便能以全双工方式进行通信。 串行口的发送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名义进行读或写的。当向SBUF发“写”命令时（执行“MOV SBUF，A”指令），即是向发送缓冲器SBUF装载并开始由TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。 在满足串行口接收中断标志位RI（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位REN（SCON.4）=1就会接收一帧数据进入输入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1。当发“读”SBUF命令时（执行“MOV A，SBUF”命令），便由接收缓冲器（SBUF）取出信息通过89C51内部总线送CPU。 （2）串行控制寄存器（SCON） 串行控制寄存器是用来定义串行口的工作方式及实施接收和发送控制的。它的字节地址为98H，位地址为98H～9FH。其各位定义如表6-2所示。 ④TB8: 要发送数据的第9位。在方式2或方式3中，要发送的第9位数据，根据需要由软件置1或清0。 ⑤RB8：接收到的数据的第9位。在