必威体育精装版单片机串口通信实验报告解析.docxVIP

信息工程学院实验报告 成绩:课程名称：单片机原理及接口 成绩: 实验时间：2017.5实验项目名称：串口通信实验 实验时间：2017.5 指导老师（签名）: 、实验目的： 1?了解什么是串口，串口的作用等。 2、 了解串口通信的相关概念 3、 利用keil软件，熟悉并掌握中串口通信的使用 4、 通过实验，熟悉串口通信程序的格式，串口通信的应用等 、实验原理 1、串口通信概念： 单片机应用与数据采集或工业控制时，往往作为前端机安装在工业现场，远离主机，现场数据采用串行通信方式发往 主机进行处理，以降低通信成本，提高通信可靠性。如下图所示。 2、串口数据通信方式及特点 ★数据通信方式有两种：并行通信与串行通信 ★并行通信： 所传送数据的各位同时发送或接收， 数据有多少位就需要多少根数据线。 特点：速度快，成本高，适合近距离传输 如计算机并口，打印机，8255 ★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。 只需一根数据，一根地线，共 2根 特点：成本低，硬件方便，适合远距离通信， 传输速度低。 串行通信与并行通信示意图如下: io moil计计9 io moil 计 计 9 机 机 I ?.外计或 并何舊示關 3、 串行通信基本格式 单工通信：数据只能单向传送。 半双工通信：通信是双向的，但每一时刻，数据流通的方向是单向的。 全双工通信：允许数据同时在两个方向流动，即通信双方的数据发送和接收是同时进行的。 4、 异步串行通信/同步串行通信 异步串行通信： 异步串行通信采用如下的帧结构： 起始位+ 8位数据位+停止位或起始位+ 9位数据位+停止位 其中：起始位为低电平，停止位为高电平。 优点：硬件结构简单 缺点：传输速度慢 同步串行通信： 在同步通信中，发送方在数据或字符开始处就用同步字符 （常约定1?2个字节）指示一帧的开始，由时钟来实现发送端和接 收端同步，接收方一旦检测到与规定的同步字符符合，下面 就连续按顺序传送若干个数据 ，最后发校验字节。见下图： SYN字符 SYN字符1 字符， 连续传送n个数据 校验 ■ ■ * 1数据1 数据2 ---- 数堀n 5、串行通信过程与 UART 基本的计算机异步串行通信系统中，两台计算机之间通过三根信号线 TxD、RxD和GND连接起来，TxD与GND构 成发送线路，RxD与GND构成接收线路。一台计算机的 TxD、RxD线分别与另一台计算机的 RxD、TxD线相连。 TXDRXDGNDTXDRXDGND由于在串行通信过程中的并串转换、串并转换、线路检测、采样判决、组帧、 TXD RXD GND TXD RXD GND 由于在串行通信过程中的并串转换、 串并转换、线路检测、采样判决、组帧、 拆帧、发送和接收等操作需消耗 CPU大量时间，以至CPU无法处理其它工 UART （通用异步串行通信接收发送器） UART （通用异步串行通信接收发送器） UAR1传稱结沟 CPU只需将要发送的一个字节数据交给 UART，其它发送工作由UART自动完成，当UART将一帧数据发送完毕，会 通知CPU已发送完，可提交下一个字节 。 UART自动监测线路状态并完成数据接收工作， 当接收到一个字节数据后，UART会通知CPU来读取。采用UART后, CPU的负担大大减轻了。 6、MCS — 51的串行通信接口 MCS — 51 MCS — 51单片机部集成有一个 接收、发送缓冲器，这两个缓冲器同名 SBUF，共用一个地址号（99H ） 发送SBUF :只能写，不能读； SBUF = a ; 接收SBUF :只能读，不能写。 a = SBUF ; SCON串行接口有四种工作方式，有的工作方式时其波特率是可变的。用户可以用软件编程的方法在串行控制寄存器 中写入相应的控制字就可改变串行口的工作方式。 SCON 串行口结构图如下： 接收 SBUF (99H)fosc~2~-发送腔制葢?TXD(PXl)中断1L寄存器 串行揑制SCON98HJKMxrxin 接收 SBUF (99H) fosc ~2~ -发送腔制葢 ?TXD(PXl) 中断 1L 寄存器 串行揑制 SCON98HJ KMxrxin 串行通信的传送过程说明： 甲方发送时，CPU执行指令SBUF =A启动了发送过程，数据并行送入 SBUF，在发送时钟shift的控制下由低位到 高位一位一位发送，乙方在接收时钟 shift的控制下由低位到高位 顺序进入移位寄存器 SBUF，甲方一帧数据发送完毕， 置位发送中断标志 TI，该位可作为查询标志（或引起中断），CPU可再发送下一帧数据 。乙方一帧数据到齐即接收缓冲器 满，置位接收中断标志 RI，该位可作为查询标志（或引起接收中断） ，通过A=SBUF CPU将这帧数据并行读入。 由上述可知：