第5章 80C51单片机的串行接口技术.ppt

《第5章 80C51单片机的串行接口技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5章80C51单片机的串行接口技术计算机与计算机之间，计算机与外设之间的数据交换称为通信。计算机与外部设备的通信有两种基本方式：并行通信和串行通信。信息的各位数据被同时传送的通信方法称为并行通信。并行通信依靠并行I/O接口实现。在并行通信中，数据有多少位就需要多少条信号传输线，这种通信方式的速度快，但由于传输线数较多，成本高，仅适合近距离通信，通常传送距离小于30米，常用并行通信协议有SPP、EPP、ECP等。当距离大于30米时，则多采用串行通信方式，串行通信是指信息的各位数据被逐位顺序传输的通信方式，这种通信方式较之并行通信而言，具有如下优点

2、：(1)传输距离长，可达到数千公里；(2)长距离内串行数据传送速率会比并行数据传送速率快，串行通信的通信时钟频率较并行通信更容易提高；(3)抗干扰能力强，串行通信信号间的相互干扰完全可以忽略；(4)通信成本低；(5)传输线既传数据，又传联络信息。5.1串行通信概述5.1.1串行通信的分类通常情况下，在串行通信中根据信息传送的格式分为：异步串行通信和同步串行通信。在80C51单片机中主要使用异步串行通信方式。同步通信方式是以数据块的方式传送的，数据传输率高，适合高速率、大容量的数据通信。同步通信在数据开始处用1～2个同步字符来指示。同步通信中，由同

3、一频率的时钟脉冲来实现发送和接收的同步。在发送时要插入同步字符，接收端在检测到同步字符后，就开始接收任意位的串行数据，如图5-1所示。同步通信具有较高的传输速率，通常在几十至几百千波特，但对硬件要求较高。图5-1同步通信原理图异步通信中，是以字符为单位传送的，数据传送可靠性高，适合低速通信的场合。异步通信用起始位“0”表示字符的开始，然后从低位到高位逐位传送数据，最后用停止位“1”表示字符的结束。一个字符又称为一帧信息。在异步通信中，对字符的编码形式规定位：每个串行字符由4个部分组成：1个起始位、5～8个数据位、1个奇偶校验位以及1～2个停止位。

4、在帧格式中，一个字符由起始位“0”开始，到停止位结束，两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干空闲位，这由用户根据需要决定。如图5-2所示。图5-2异步通信字符帧格式在异步通信中，发送方和接收方必须保持相同的波特率(BaudRate)才能实现正确的数据传送。波特率是串行通信的重要指标，用于表征数据传输的速度，波特率是指单位时间内传送的信息量，即每秒钟传送的二进制位数(亦称比特数)，单位是bit/s，即位/秒。波特率越高，数据传输速度越快，但和字符的实际传输速率不同。字符的传输速率是指每秒内所传送字符帧数，和字符帧格式有关。例如：在异步通信中使用

5、1位起始位，8位数据位，无奇偶校验位，1位停止位，即一帧数据长度为10bit，如果要求数据传送的速率是1秒传送120帧字符，则传送波特率为1200波特。常用的标准波特率是：110波特、300波特、600波特、1200波特、l800波特、2400波持、4800波特、9600波特和19200波特。5.1.2串行通信制式在串行通信中，数据通常在发送器和接收器（如A和B）之间进行双向传送。这种传送根据需要又可分为单工通信、半双工通信和全双工通信。在80C51单片机中使用全双工异步串行通信方式。图5-3串行通信数据传送方式5.1.3串行通信接口标准从本质说

6、，通信是CPU于外部设备间交换信息的一种方式。所有的串行通信接口电路都是以并行数据形式与CPU连接、而以串行数据形式与外部设备进行数据传送。它们的基本功能都是从外部设备接收串行数据，转换为并行数据后传送给CPU；或从CPU接收并行数据，转换成串行数据后输出给外部设备。能够实现异步通信的硬件电路称为UART(UniversalAsynchronousReceive/Transmitter)，即通用异步接收器/发送器；能够实现同步通信的硬件电路称为USRT(UniversalSynchronousReceive/Transmitter)。所谓接口标准

7、，就是明确的定义若干条信号线，使接口电路标准化、通用化。采用标准接口，可以方便地把计算机、外部设备和测量仪器等有机的联系起来，并实现其间的通信。在单片机控制系统中，常用的串行通信接口标准有：RS-232C、RS-449、RS-422A、RS-423A、RS-485、20mA电流环、USB、IIC及SPI等总线接口标准。5.2.180C51的串行接口的结构MCS-51单片机通过串行数据接收引脚RXD（P3.0）和串行数据发送引脚TXD（P3.1）与外界进行通信。串行口内有一个可直接寻址的专用寄存器----串行口缓冲寄存器SBUF，SBUF由两个寄存

8、器组成：一个发送寄存器、一个接收寄存器，两者共用一个物理地址99H，可同时发送、接收数据，CPU写SBUF，就是修改发送寄存器,读SBU