单片机原理及应用(胡乾斌)第九章

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1、第九章MCS－51串行口9.1概述9.2MCS-51的串行接口9.1概述9.1.1串行通信的基本概念一、并行通信和串行通信并行通信：定义：数据各位同时传送。特点：速度快、效率高、数据线较多，通信距离较短（30m）。串行通信：定义：数据按位顺序传送。特点：线路简单，最多一对传输线。传送时数据格式有要求（同步通信和异步通信）信息逻辑定义与TTL电平不兼容，需要进行电平转换。并行通信与串行通信并行通信：将数据的各位用多条数据线同时进行传送，外加地址线和通信控制线。串行通信：将数据分成1位1位的形式在一条传输线上逐个地传送。特点：并行通信常用于集成

2、电路芯片的内部、同一插件板上各部件之间、同一机箱内各插件板之间的信息交互串行通信常用于设备之间的信息交互串行通信1）交互数据信息和控制信息2）有严格的格式（同步和异步）3）电平需要转换二、异步通信和同步通信1.异步通信：若接收端与发送端使用的不是同一时钟信号（但必须同频率），则为异步通信。以字符为单位，一个字符一个字符地传送，每个字符有起始位和停止位作为标志。数据的传送可以是不连续的。通用异步接收/发送器UART（UniversalasynchronousReceiver/transmitter)数据格式：1）起始位：一个字符开始的标志，是

3、一位低电平。2）停止位：一个字符结束的标志，是一位或两位高电平。3）数据位：起始位之后紧接着的是数据位，低位在前高位在后根据字符的编码方式不同，数据位可以是5、6、7或8位。4）奇偶效验位：用于检查字符传送的正确性，占一位。分为奇校验、偶校验和无校验三种。（一个字符就是一帧）D0D1D2D3D4D5D6D7停止位起始位奇偶校验位发送时，在奇偶校验位上添加“1”或“0”，使得“1”的总和（包括奇偶校验位）为偶数（奇校验时为奇数），接受时，对字符位和奇偶校验位中“1”的个数加以检验，若“1”的个数为偶数（奇校验时为奇数），则数据传输正确，否则错

4、误。偶校验：数据区和校验位中1的个数为偶数；奇校验：数据区和校验位中1的个数为奇数。接收设备不断检测传送线，确定是否有起始位到来。在一系列的“1”（停止位和空闲位）之后检测到一个下降沿，并确定该低电平有一位数据的宽度，既确认是一个起始位。起始位之后，可以确定是数据位，效验位和停止位。将接收到的数据按事先约定好的格式，去掉停止位，进行奇偶校验并无错误，则确认接收到一个字符。下一个字符起始位的检测，重复前面的过程到所有数据传送完毕。D0D1D2D3D4D5D6D7停止位起始位奇偶校验位2.校验和方法特点：校验和方法效率更高，可靠性更高。2、同步

5、通信同步通信是一种数据连续传输的串行通信方式，通信时发送方把需要发送的多个字节数据和校验信息连接起来，组成数据块。发送时，发送方只需在数据块前插入1～2个特殊的同步字符，然后按特定速率逐位输出(发送)数据块内的各位数据。接收方在接收到特定的同步字符后，也按相同速率接收数据块内的各位数据。2.同步通信所有字符以帧的形式传送，一帧数据可以是任意位。每一帧有开始和结束标志“01111110”，接收端通过搜索开始和结束标志建立帧的同步。标志之间为地址场、控制场、信息场和帧校验场。为了避免与标志相同的数据,采用“0”插入和删除技术,发端遇到连续5个“

6、1”,自动插入1个“0”,收端遇到连续5个“1”,自动删除1个“0”,如果遇到连续7个“1”,认为出错。数据连续传送不间断。01111110ACIFC01111110开始标志地址场控制场信息场校验场结束标志8位8位8位≥0位16位8位面向位同步协议的帧格式在这种通信方式中，数据块内的各位数据之间没有间隔，传输效率高；发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)，且数据块长度越大，对同步要求就越高。同步通信设备复杂，成本高，一般只用在高速数字通信系统中。计算机系统中常用串行、并行接口并行：EPP：打印机IDE：硬盘、电子盘IEEE488（G

7、PIB）：智能化仪器PCI串行：异步：RS232-C384Kbps(15to20m)RS422、RS4851.2Mbps(1200m)同步：USB1.112MbpsUSB2.0480Mbps1394400MbpsSPI26Mbps(Motorola)Microwire10Mbps(NationalSemiconductor，国家半导体公司)I2C400Kbps(Philips)SPI：Serialperipheralinterface四、串行通信数据传送方向单向传送：简称单工传送，数据只向一个方向传送半双向传送：简称半双工传送。特点：数据双

8、向传送，一根传送线既作输入又作输出，但不能同时收发，由软件控制传送方向。全双向传送：简称全双工传送。特点：数据双向传送，两根数据传送线，通信双方可同时进行接收和发送。三、串行接口