第二章单片机硬件结构3

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1、第七节串行输入/输出接口一、基本概念1、并行通信与串行通信1）并行通信：一次传输8位，需要8根数据线。但同时需要控制。如单片机的4个并行口。特点：速度快，适合近距离传输，计算机并口，打印机，8255，由于并行通信占用硬件端口多，是系统复杂，不适合远距离通信，应用逐渐减少，现在计算机的许多外设都变成串行通信。2）串行通信：串行通信就是将并行的数据分开后，一位一位地发送出去，接收方也是一位一位地接收数据，需要通信的双方有一个协议，什么时候开始发送，什么时候发送完毕；接收方收到的信息是否正确等。2、串行通信的方式与特点单工方式:一端是发送端，另外一端是接收端：半双工发式：每端口有一个发送器和接收器

2、，通过开关连接在线路上，数据可以双方交换，但不能同时发送和接收.全双工方式：通信双方用两个独立的收发器单独连接,可以同时发送和接收数据,因而提高了速度。（2）特点：硬件简单，适合远距离通信（3）分类：串行同步通信和串行异步通信，3、串行同步通信：同步通信先发送一个字符，作为同步字符，之后便连续发送数据，数据之间不能有间隔，直到数据发送完毕。速度要比异步通信快。硬件结构复杂。4、串行异步通信的格式异步串行通信帧格式：（一个字符称作一帧）1）起始位：在数据发送线上规定无数据时电平为1，当要发送数据时，首先发送一个低电平0，表示数据传送的开始，这就是起始位。2）数据位：真正要传送的8位数据，数据位

3、是由低位开始，高位结束；3）奇偶校验：数据发送完后，发送奇偶校验位，以检验数据传送的正确性，这种校验方法是有限的，但是容易实现。4）停止位：用高电平1表示数据传送的结束。5）空闲位：用1来填充空闲位。（不同的工作方式，一帧的字符个数不同，后面讲）5、波特率定义：波特率是单位时间内传送多少位的信息量。单位：位/秒（B/s）；bps。（以每秒传送的位数为单位）波特率系列：110、300、1200、1800、2400、4800、9600、……单片机常用9600B/s与计算机或单片机通信。二、串行总线：1、总线：是计算机系统中模块到模块间传送信息的一束信号线。采用串行传输方式进行通信的叫串行总线，串

4、行总线有几种标准，常见的有RS-232，USB，还有RS-422，RS-485，在计算机中，常见的是RS-232，现在是USB，在工业中，RS-485用的很广泛。2、RS-232C总线RS-232C总线应用很广，RS232标准由25根信号线组成，设备经常只使用其中9个信号，绝大多数为9针连接器（计算机的串行口）。232C接口信号面向使用调制解调器的串行异步通信，原来主要是计算机通过电话线进行通信的，可支持两个通信信道：主信道：用于数据传送次信道：次信道为辅助串行通道，主要提供通道控制，但其传输速率比主信道要低得多，其他跟主信道相同，通常较少使用9针连接器(阳)各个引脚信号如下：1、载波检测(

5、DCD、入)2、接受数据(RXD、入)3、发送数据(TXD、出)4、数据终端准备好(DTR、出)5、信号地线(SGND)6、数据设备准备好(DSR、入)7、请求发送(RTS、出)8、清除请求发送(CTS、入)9、振铃指示(RI、入)1、4、6、7、8、9信号，均是要与MODEM联系，2、3、5信号就可以构成串行通信。在单片机串行通信中，实际用到了3条线：2、3、5RS-232C的传输率最大为200kb/s，在此速率下，电缆允许长度为15m。•RS-422A的传输率最大为10Mb/s，在此速率下，电缆允许长度为120m。如果采用较低传输速率，如90kb/s，最大距离可达1200m。•RS-48

6、5是RS-422A的变形。RS-422A为全双工，可同时发送和接收；RS-485则为半双工，在某一时刻，一个发送另一个接收。电平：RS232c电平逻辑0电平：＋5－＋15V；逻辑1电平：-15―-5V经常用MAX232C等芯片转换。三、AT89C51的串行口的结构8051有一个可编程的全双工串行通信接口，它可作UART（串行异步通信）用，也可作同步移位寄存器，其帧格式可有8位、10位或11位，并能设置各种波特率，给使用者带来很大的灵活性。结构如下图：工作原理：1、引脚，RXD(P3．0，串行数据接收端)、TXD(P3.l，串行数据发送端)。2、有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们

7、占用同一地址99H。可以同时工作，但不能同时访问。发送缓冲器只能写入，不能读出，接收缓冲器只能读出、不能写入。3、波特率发生器，8051用定时器T1作为串行通信的波特率发生器，T1溢出率经2分频(或不分频)又经16分频作为串行发送或接收的移位脉冲。移位脉冲的速率即是波特率。4、接收器是双缓冲结构，在前—个字节被从接收缓冲器SBUF读出之前，第二个字节即开始被接收(串行输入至移位寄存器)，但是，在第二个字节接收