单片机应用技术项目教程（C语言版）（第二版）-项目七 单片机串行通信设计与实现.ppt

“十二五”职业教育国家规划教材（经全国职业教育教材审定委员会审定）  了解单片机串行通信的基础知识； 掌握单片机串行口的基本结构及相关寄存器的设置； 掌握串行口的4种工作方式（方式0、1） 掌握上位机与下位机串行通信的连接方法和简单的编程； 一、串行通信的基础知识 1、串行通信和并行通信 （1）并行通信 并行通信是数据的各位同时进行传送 (发送或接收)的通信方式。其优点是数据传送速度快；缺点是数据有多少位，就需要多少根传送线。 （2）串行通信 串行通信是数据的各位一位一位顺序传送的通信方式。其优点是数据传送线少(利用电话线就可作为传送线)，这样就大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；其缺点是传送速度较低。 2、 串行通信中数据的传输方式 串行通信中数据的传输方式有单工、半双工、全双工传输方式。 单工传输方式：数据只能单方向地从一端向另一端传送。 半双工传输方式：允许数据向两个方向中的任一方向传送，但每次只允许向一个方向传送。 全双工传输方式：允许数据同时双向传送。全双工通信效率最高，适用于计算机之间的通信。 3、 串行通信的两种基本通信方式 串行通信有两种基本通信方式，即同步通信方式和异步通信方式。 （1）同步通信 在同步通信中，发送器和接收器由同一个时钟控制，如图7-1(a)所示。同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止位，仅在要传送的数据块开始传送前，用同步字符SYNC来指示，其数据格式如图7-1(b)示。 图７-１同步通信和同步字符 同步传送的优点是可以提高传送速率，但硬件比较复杂。 （2）异步通信 　　在异步通信中，发送器和接收器均有各自时钟控制，如图7-2(a)所示。通信时，数据是一帧一帧 (包含一个字符代码或一字节数据)传送的，每一串行帧的数据格式如图7-2(b)所示。　　　　　 图７-２异步通信和帧数据格式 在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。即首先是一个起始位“0”，然后是数据位 (规定低位在前，高位在后)，接下来是奇偶校验位 (可省略)，最后是停止位“1”。 串行通信时是一位一位进行传送的，每传送一位需要时间的，这个时间由数据传送速率确定，而传送速率是以每秒传送多少个二进制位来度量的，这个速率叫波特率，它的单位是位/秒（b/s或bps）。波特率是通信里非常重要的一个指标。 注意：波特率是衡量传输通道频宽的指标，与时钟频率有关，时钟频率越高，波特率越大。 1、串行口结构 图7-3串行接口的结构原理示意图 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，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。 在接收数据时，一帧数据从RXD端经接收端口进入SBUF之后，串行口发出中断请求，通知CPU接收这一数据。CPU执行一条读指令，就能将接收的数据送入累加器中。与此同时，接收端口接收下一帧数据。 2、 串行口控制 串行通信有关的控制寄存器有串行控制寄存器SCON、电源控制寄存器PCON及中断允许寄存器IE等。 （1）．串行控制寄存器SCON SCON寄存器的字节地址为98H，可位寻址，位地址为98H~9FH。SCON用于设定串行口工作方式、接收发送控制及设置状态标志。SCON格式如下： SCON中的各位含义如下： 1) SM0，SM1串行口的工作方式选择位。 其功能及编码见表7-1。 SCON中的各位含义如下： 2) SM2多机通信控制位。 在方式2或方式3中，如果SM2=1，则接收到的第9位数据（RB8）为0时不激活RI，接收到的数据丢失；只有当收到的第9位数据（RB8）为1时才激活RI，向CPU申请中断。如果SM2=0，则不论收到的第9位数据（RB8）为1还是为0，都会将接收的前8位数据装入SBUF中。在方式1时，如果SM2=1，则只有收到有效的停止位时才会激活RI；若没有接收到有效的停止位，则RI清零。在方式0中，SM2必须为0。 SCON中的各位含义如下： 3) REN允许串行接收控制位。 由软件置位以允许接收，由软件清零时禁止接收。 4) TB8为发送数据位。 在方式2和方式3时，为要发送的第9位数据。根据需要由软件置位和复位。在多机通信时，TB8的状态用来表示主机发送的是地址或是数据，通常协议规定“0”表示数据，“1”表示地址。 SCON中的各位含义如下： 5) RB8为接收数据位。 在方式2和方式3时，为接收到的第9位数据。RB8和SM2，TB8一起，常用于通信控制。在方式1时，如果SM2=0，RB8接收到的是停止位。在方式0时，不使用RB8。 SCON中的各位含