单片机应用与项目开发--项目4.ppt

任务一 认识串行通信 一、数据通信的概念 计算机的CPU与外部设备之间、计算机与计算机之间的信息交换称之为数据通信。基本的通信方式有两种：并行通信和串行通信。 2、串行通信： 所传送数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。下图表示同样的数据进行串行通信，只需要一条数据线，在最初传递的是D0位，然后是D1位，……最后传递D7位。这种方式的特点是传输速度慢，但因数据传输线少，线路结构简单、抗干扰能力强，特别适用于远距离通信。 二、同步串行通信和异步串行通信串行通信又分为异步串行通信、同步串行通信两类。 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，发送方在这个时钟的控制下逐位发送数据，接收方在这个时钟的控制下逐位接收数据，由此实现收发双方的严格同步；发送端在发送数据之前，首先发送1-2个字节的同步字符，接收方一旦检测到规定的同步字符就开始接收，发送方接着连续按顺序传送n个字节的数据。当n个字节的数据发送完毕，发送校验码。 2、异步串行通信： 异步串行通信的数据或字符是一帧一帧地传送的，一帧数据由1位低电平的起始位、5-8位数据位、1位奇偶校验位，1-2位高电平的终止位组成。 异步串行通信的线路比较简单，但是每一帧中的位数比较少，而且还要有启始位、终止位等用于同步的位，所以传送的效率不高、速度比较慢。 同步方式在数据传送时省去了起始位和停止位，一帧可以连续传送若干个字节，所以其速度高于异步传送，但对硬件结构要求较高。 三、通信方向 串行通信有单工通信、半双工通信和全双工通信三种方式。 四、波特率 波特率是通信中对数据传送速率的规定，指每秒传送二进制数据的位数，单位为位/秒（bit/s）。 五、通信线的连接 根据传输线路的电气特性，串行通信的传输速率随传输距离的增加而降低，通信距离不同，电路的连接方式也不相同。 3、如果用电话线实现远距离通信，由于电话线路是按照频率较低的音频信号来设计的，而数字信号的频带非常宽，到了接收方就会有很大失真，以至于出现差错。 六、RS-232简介 1、RS-232的信号 RS-232是一种串行通信标准，是由美国电机工业协会（EIA）为了利用电话线及调制解调器进行数据通信而制定的，它对信号的功能、电气特性、连接器等都作了明确的规定。PC机采用的是9针D型连接器。 RS-232除了基本的数据收发线TXD、RXD外，还有用于收发双方联络、协调的握手信号。 握手信号 RTS：请求发送信号，输出。 CTS：清除传送，是对RTS的响应信号，输入。 DSR：数据通信准备就绪，输入。 DTR：数据终端就绪，表明计算机已做好接收准备，输出。 DCD：数据载波检测，输入。 2、接口的电气特性 RS-232采用的是EIA电平，信号线上的电压为负逻辑关系： 逻辑1 对应的电压为-3V~ -15V 逻辑0 对应的电压为+3V~ +15V 介于-3V~ +3V之间的电压，低于-15V或高于+15V电压是没有意义的。 3、电平转换电路 RS-232的EIA电平是以正/负电压来表示逻辑0/1的，与TTL电路以低/高电平表示逻辑0/1不同。因此为了实现与TTL器件的连接，必须在EIA电平与TTL电平之间进行电平转换。 4、单片机与PC机之间的连接 在许多应用场合，由单片机构成的自动控制系统、智能仪器往往需要与PC机进行数据通信。PC机提供的两个RS-232串行口COM1、COM2是EIA电平，而单片机的串行数据收发线RXD、TXD都是TTL电平，因此单片机需使用MAX232芯片进行电平转换，通过串行电缆线与PC机相连接，如图所示。 任务二 认识MCS-51单片机的串行口 MCS-51系列单片机的串行口是一个可编程的全双工异步通信接口，通过软件编程可作为通用异步接收/发送器UART，也可以通过外接移位寄存器后扩展并行I/O口，它的帧格式有8位、10位、11位，可以设置固定波特率和可变波特率，使用灵活方便。 设有A、B两台单片机串行通信，A机发送、B机接收。 二、串行口的控制寄存器 1、串行通信控制寄存器SCON MCS-51单片机串行口的工作方式、接收和发送控制及串行口的状态标志都是由寄存器SCON来控制和指示。 2、PCON寄存器 PCON寄存器中只有其最高位（SMOD位）与串行通信有关，其它位则用于电源管理。 任务三 串行口的应用 方