chapter04-03(串行口).ppt

计算机通信指计算机与外部设备或计算机之间的信息交换。 通信有并行通信和串行通信两种方式。 在多微机系统以及现代测控系统中信息交换多采用串行通信方式。 并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送 。 串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。 串行通信的基本概念 一、异步通信与同步通信 1、 异步通信 异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。 异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间是异步的（字符之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系），但同一字符内的各位是同步的（各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍）。 异步通信的数据格式 ： 2、 同步通信 同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可以通过两种方法实现。 面向字符的同步格式 ： 面向位的同步格式 ： 二、串行通信的传输方向 1、单工 单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 2、半双工 半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 3、全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。 三、信号的调制与解调 利用调制器（Modulator）把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器（Demodulator）把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器MODEM。 四、串行通信的错误校验 1、奇偶校验 五、传输速率与传输距离 1、 传输速率 比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：位／秒（bps）。如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的比特率为： 10位×240个/秒 = 2400 bps 波特率表示每秒钟调制信号变化的次数，单位是：波特（Baud）。 2、传输距离与传输速率的关系 串行接口或终端直接传送串行信息位流的最大距离与传输速率及传输线的电气特性有关。当传输线使用每0.3m（约1英尺）有50PF电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距离随传输速率的增加而减小。当比特率超过1000 bps 时，最大传输距离迅速下降，如9600 bps 时最大距离下降到只有76m（约250英尺）。 4.4.2 增强型MCS-51串行通信接口控制及其初始化　　8XC5X、8XC5XX2系列内置了一个可编程的增强型全双工通用异步串行通信接口部件，它主要由两个物理上完全独立的串行接收缓冲器和串行发送缓冲器、接收控制器(包括输入移位寄存器)、发送控制器及发送门电路等部件组成，串行数据从TXD(P3.1)引脚输出，从RXD(P3.0)引脚输入，其内部结构如图4-22所示。 图4-22 串行通信接口内部结构 1. 串行通信接口控制寄存器SCON　　串行通信接口控制寄存器SCON各位含义如图4-23所示。　　图4-22所示各寄存器位含义解释如下：　　SCON的b7位具有双重功能，当PCON寄存器的b6位为0时，SCON.7位的含义为SM0，与SM1位一起构成串行通信接口工作方式选择位，具体情况如表4-5所示。 图4-23 SCON各位含义 表4-5 串行通信接口工作方式 　　 表4-6 MCS-51芯片串行通信接口工作在方式1、2、3时有效接收条件 PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关 ： 　　　　 图4-24 串行口方式0操作时序 　　 图4-25 利用串行口方式0扩展输出口 (a) 通过74LS164“串入并出”芯片扩展输出口 (b) 通过74HC595“串入并出”芯片扩展输出口 　　 图4-26 利用串行口方式0扩展输入口 　　方式1的发送过程如下：　　在TI为0的情况下(表示串行口发送控制电路处于空闲状态)，任何写串行输出缓冲器SBUF指令(如“MOV SBUF，A”)均会触发串行发送过程，即MCS-51串行口自动在8个串行数据位的前、后分别插入起始位(0)和停止位(1)，构成10位数据帧，然后按设定的波特率依次输出起始位(0)、8个数据位(顺序为b0～b7)和停止位(1)。当第8位数据(即b7位)发送结束后(即开始发送停止位时)，发送结束标志TI置1，表示发送缓冲区内容已发送完毕。这样执行了写SBUF寄存