第7章串口通信.pptx

第7章 AT89S51单片机的串行口引言 八个人站成一排一起通过并行通信：传送的数据的各位同时发送，并排传输，同时被接收。控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。 八个人站成一纵队一一通过串行通信传送数据的各位按分时顺序一位一位地传送（即一位一位的发送和接收）。特点：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的传送控制比并行通信复杂。 7.1.1 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。 以帧作为传送单位，每一帧由起始位、数据位、校验位和停止位组成，结构如图。 2.同步方式 同步方式仅在开始用若干字符作为同步号令，然后连续发送数据，如图所示。由于没有在每一个字符中，配置起始、停止位，所以结构紧凑，传输效率高、速度快，其组成如下图所示： 同步传输方式比异步传输方式速度快，这是它的优势。但同步传输方式也有其缺点，即它必须要用一个时钟来协调收发器的工作，所以它的设备也较复杂。 例如IIC通信，SPI通信等二、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。 单工 半双工 全双工四、串行通信的错误校验 1、奇偶校验在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。2、代码和校验送方将所发数据块求和（或各字节异或），产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字节异或），将所得的结果与发送方的“校验和”进行比较，相符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。 3、循环冗余校验五、传输速率与传输距离 1、传输速率 波特率bps(bit per second)定义: 每秒传输数据的位数，即： 1波特 = 1位/秒（1bps）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) 10位×240个/秒 = 2400 bps相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率，否则无法成功地完成串行数据通信。7.280C51的串行口 7.2.1 80C51串行口的结构 有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用同一地址99H ；接收器是双缓冲结构 ；发送缓冲器1个，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。 数据缓冲器SBUF 发送数据 通过指令MOV SBUF,A将数据写入SBUF，然后串口自动将数据按事先设置的方式及速率从TXD(P3.1)端口输出，数据发送完毕，串口向CPU申请中断，且通过硬件将TI置1，表示发送已经结束，等待写入第二帧数据。 接收数据 当有数据送给单片机串口时，串口按事先设置的方式及速率自动从端口RXD(P3.0) 接收数据，数据校验正确后送SBUF,一帧数据接收完毕 RI=1，串口向CPU请求中断且表示接收已经结束。单片机只要通过执行： MOV A,SBUF 串行口的控制寄存器 MCS-51的串行口有四种工作方式，用户可以通过对串行控制寄存器SCON编程来设定。此外，还有波特率控制寄存器PCON，必须详细了解这些特殊功能寄存器，才能正确应用串行通信接口。 1．串行口控制寄存器SCON 特殊功能寄存器SCON的地址为98H，具有位地址，可位寻址，复位时为00H，其格式如下：SM0、SM1：串行口的方式选择位，见表7-1。 SM2：方式2和方式3的多机通信控制位；REN：允许串行接收位。TB8：在方式2和方式3中，发送的第9位数据，需要时由软件置位或复位。RB8：在方式2和方式3中，接收到的第9位数据； 在方式1时，RB8是接收到的停止位；在方式0，不使用RB8。TI：发送中断标志。TI必须由软件清“0”RI：接收中断标志，RI必须由软件清“0”。 PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关 ： SMOD（PCON.7） 波特率倍增位。在串行口方式1、方式2、方式3时，波特率与SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍。复位时，SMOD=0。 PCON的其他位为掉电方式控制位，详见2.8节6.2.3 80C51串行口的工作方式 一、方式0：串口扩展为并口1)波特率固定为 发送—位数据等于一个机器周期。2)不论是发送还是接收，数据都是从RXD(P3.0)端出