[计算机软件及应用]第八章 单片机的串行通讯.pptVIP

8 MCS-51 单片机的串行通信 2. 数据通信的制式根据同一时刻串行通信的数据方向，异步串行通信可分为以下三种数据通路形式：1. 单工形式（Simplex） 在单工方式下，数据的传送是单向的。通信双方中，一方固定为发送方，另一方固定为接收方。如图所示。在单工方式下，通信双方只需一根数据线进行数据传送。 2. 全双工形式（Full-duplex） 在全双工方式下，数据的传送是双向的，且可以同时接收和发送数据，如图所示。在全双工方式下，通信双方需两根数据线进行数据传送。 3. 半双工形式（Half-duplex） 在半双工方式下，数据的传送也是双向的，但与全双工方式不同的是：任何时刻只能由其中一方进行发送，而另一方接收。如图所示。因此，在半双工方式下，通信双方既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。 由图上图可知，异步串行通信的每个字符由四部分组成，分别是：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。 ① 起始位：占用一位，用来表示一个新字符的开始。 ② 数据位：起始位后面紧接着的就是数据位，根据具体格式的不同，它可以是5位、6位、7位或8位。各数据位传送顺序是：低位在前，高位在后。 ③ 奇偶校验位：奇偶校验位紧跟数据位之后，用于校验数据传送的正确性。奇偶校验位可选择为3种方式：偶校验、奇校验和无校验位。 从起始位开始到停止位结束是一字符的全部内容，也被称为“一帧”。帧是一个字符的完整通信格式，因此还把串行通信的字符格式称为“帧格式”。 4. 串行数据通信的波特率 5. 异步串行通信的信号形式 虽然都是串行通信，但近程串行通信和远程串行通信的信号形式却不同。 8.2 串行接口电路 串行数据通信的主要技术问题是：数据转换和数据传送。数据传送主 要解决传送中的标准、格式及工作方式等问题，这些内容已在前面论述过了 。数据转换指的是数据的串并转换。因为在计算机中使用的数据都是并行数 据，因此在发送端，要将并行数据转换为串行数据，再进行发送；而在接收 端，则应将接收到的串行数据转换为并行数据，再送到接收计算机。 数据转换由串行接口电路实现，这种电路也被称为通用异步接收发送 器（UART，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）。从原理上 说，一个通用异步接收发送器UART应包括发送器电路、接收器电路及其相应 控制电路，其主要功能是： 1. 数据的串行化/反串行化处理 所谓串行化处理就是把并行数据格式转换为串行数据格式，即按帧格式 要求插入起始位、校验位、停止位等信息，与各数据位组成位串，然后进 行发送。 反串行化处理就是将接收到的位串按帧的格式滤除格式位，保留数据位， 并把各串行数据位转换为并行数据的过程。 2. 错误检测 为了检查数据通信过程是否正确，串行口通用异步接收发器UART在完成数 据的串行化和反串行化功能时，还进行错误检测，可检测的错误包括帧错、 奇偶错、溢出错等。 Intel 8250、8251、62550就是典型的通用异步接收发送器，它们用于微机的 异步串行通信控制，MCS-51单片机的通用异步接收发送器UART集成在芯片内 部。 MCS-51单片机的串行口是全双工的串行口，而且其异步通用接收发送器也已集成在芯片内部，作为单片机的组成部分。它既可以实现串行异步通信，也可作为同步移位寄存器使用。深入了解单片机串行口的结构，对用户来说非常重要。 9.2.1 MCS-51串行口结构 MCS-51的串行口主要由发送缓冲寄存器、接收缓冲寄存器、输入移位寄存器和移位时钟等几部分组成，51单片机串行口基本结构如图所示。 发送缓冲寄存器SBUF存放将要发送的数据，只能写入，不能读出；接收缓冲寄存器SBUF存放接收到的数据，它只能读出，不能写入。 发送过程：当数据由单片机内部总线传送到发送SBUF时，即启动一帧数据的串行发送过程。发送SBUF将并行数据转换成串行数据，并自动插入格式位，在移位时钟信号的作用下，将串行二进制信息由TXD（P3.1）引脚按设定的波特率一位一位地发送出去。发送完毕，TXD引脚呈高电平，mark状态，并置TI标志位为“1”，表示一帧数据发送完毕。 输入过程：当RXD（P3.0）引脚由高电平变为低电平时，表示一帧数据的接收已经开始。输入移位寄存器在移位时钟的作用下，自动滤除格式信息，将串行二进制数据一位一位地接收进来，接收完毕，将串行数据转换为并行数据传送到接收SBUF中，并置RI标志位为“1”，表示一帧数据接收完毕。 MCS-51串行口的接收缓冲寄存器之前还有一