单片机原理第7篇 章 串行接口.pptxVIP

第7章 串行接口7.1 串行通信的基本概念一、数据通信的概念通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。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?数据在单条一位宽的传输线上，一比特接一比特地按顺序传送的方式称为串行通信。随着通信技术和计算机网络技术的发展、Internet网的普及，计算机远程通信已渗透到国民经济的各个领域，而远程通信绝大多数采用串行通信的方式，所以了解和研究串行通信中的概念和技术有非常重要的意义。7.1 串行通信的基本概念二、串行通信中数据的传输方式在串行通信中，数据通常是在两个站（如终端和微机）之间进行传送，按照数据流的方向可分成三种基本的传送方式：全双工、半双工、和单工。但单工目前已很少采用，下面仅介绍前两种方式。如果在通信过程的任意时刻，信息只能由一方A传到另一方B，则称为单工。如果在任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能由一个方向上的传输存在，称为半双工传输。如果在任意时刻，线路上存在A到B和B到A的双向信号传输，则称为全双工。7.1 串行通信的基本概念三、 串行通信的两种基本通信方式按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为同步通信方式和异步通信方式。1. 异步通信异步通信的特点是数据在线路上的传送是不连续的。在异步通信中，数据或字符是一帧一帧地被传送。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。起始位占有一位，用低电平“0”表示；数据位可以是5～8位；奇偶校验位占一位，该位可以省略或者作其它控制位使用，因此该位可以根据需要设置；停止位表示一个字符的结束，它一定是高电平“1”，停止位可以是1位、1.5位或2位。接收端收到停止位后，知道上一个字符已经传送完毕，同时，也为接受下一个字符做好准备。若字符是间断传送，则在两个字符间插入若干个空闲位。空闲位为高电平，表示线路处于等待状态。异步通信格式见图7-3。7.1 串行通信的基本概念7.1 串行通信的基本概念五、串行通信的校验在通信当中,不可避免会有干扰、线路故障等因素的存在。为了保证数据传送的正确性，对数据进行校验是通信中非常重要的环节。常用的校验方法有奇偶校验、校验和、循环冗余码校验。奇偶校验方法：发送时在每个数据的最高位之后附加一个奇偶校验位。这个校验位可以是“1”或“0”, 以保证整个数据(包括校验位） 的“1”的个数为偶数(偶校验） 或为奇数(奇校验）,接收时接收端在接收完一帧数据之后, 对每个数据也进行校验, 如满足事先约定的奇偶性, 则表明数据传输正确, 否则就表示传输出现了错误。 校验和：发送方将所发送的所有数据按字节求和(超出8位二进制只取低8位），产生1个字节的校验字节(即校验和），发送完数据块的所有数据后再发送这1个字节。接收方把所接收的所有数据同样求和，与发送方发送的校验和进行比较以判断传送的正确性。 循环冗余码(CRC）校验：又称为多项式码，CRC的工作方法是在发送端产生一个冗余码，附加在信息位后面一起发送到接收端，接收端收到的信息按发送端形成循冗余码同样的算法进行校验，如果发现错误，则通知发送端重发。7.2 单片机串行接口及控制寄存器一、串行口结构MCS-51单片机内部含有一个可编程的全双工通信串行接口（简称串行口），该接口电路不仅能同时进行数据的发送和接收，也可以作为一个同步移位寄存器使用。该串行口通过引脚RXD（P3.0，串行数据接收端）和引脚TXD（P3.1,串行数据发送端）与外界进行通信。MCS-51单片机串行口内部简化结构示意图如图7-5。串行口的接收和发送由三个特殊功能寄存器进行控制。它们分别是串行口缓冲寄存器SBUF、串行口控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON。7.2 单片机串行接口及控制寄存器1. 串行口缓冲寄存器SBUF串行口缓冲寄存器SBUF是一个字节地址为99H的特殊功能寄存器，用来存放将要发送或接收的数据。在物理结构上，它对应着发送缓冲寄存器和接收缓冲寄存器，它们公用同一个地址。CPU通过读或写来区别究竟对哪一个缓冲寄存器进行操作，即发送缓冲寄存器只能写入不能读出，接收缓冲寄存器只能读出不能写入。当CPU向SBUF发出写命令如“MOV SBUF ,A”表示将A中数据写入发送缓冲寄存器，同时也启动数据按一定的波特率发送；而当执行读SBUF命令时，如“MOV A, SBUF”则表示将接收到的数据从接收缓冲寄存器读出送入A中。2. 串行口控制寄存器SCON7.2 单片机串行接口及控制寄存器SCON寄存器各位的含义如下：