单片机原理及应用 教学课件 作者 王景景 7.ppt

《单片机原理及应用 教学课件 作者 王景景 7.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第7章串行接口7/22/20211本章要点串行通信的基本概念MCS-51单片机串口的结构和工作方式以及各种工作方式的应用单片机的双机通信与多机通信的原理与实现方法7/22/20212MCS-51系列单片机内部有一个功能很强的全双工串行通信接口，采用通用异步接收器/发送器（UART)工作，可以同时发送、接收数据。该串口具有4种工作方式，可根据需要应用于不同场合。串行通信所需的波特率可由片内定时/计数器或系统时钟产生并通过软件设置波特率的值。MCS-51单片机的串口接收、发送数据过程均可工作在查询方式或中断方式，使用灵活。另外，MCS-51单片

2、机的串口除了可作为异步接收/发送器（UART）工作以外，还可以作为同步移位寄存器使用，方便地构成一个或多个并行输入输出口，或作为串并转换，用来驱动键盘与显示器。7/22/202137.1串行通信基础7.1.1通信方式设备之间进行数据传送时的数据通信方式有两种，分别是串行通信方式和并行通信方式。串行通信是计算机与计算机之间、计算机与外部设备之间、设备与设备之间一种常用的数据传输方式。串行通信时，数据的各位依次传送，其优点是传送数据线少，通信距离长。缺点是传输速度慢、效率低。并行通信是指数据的各位同时并行地传送，多位数据同时通过多根数据线传送，

3、每一根数据线传送一位二进制代码。其优点是传送速度快，效率高；缺点是硬件设备复杂，数据有多少位，就需要多少根数据线。并行通信适合于近距离通信和对速度要求较高的场合。7/22/202147.1.2串行通信方式按照通信方式的不同，串行通信有单工通信、半双工通信和全双工通信；按照通信协议的不同，串行通信有两种基本方式：异步串行通信和同步串行通信。由于按通信方式的分类易于理解，现主要解释一下异步串行通信和同步串行通信。7/22/202151.异步串行通信在异步串行通信中，数据或字符是一帧一帧地传送。在帧格式中，一帧由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶

4、校验位和停止位。首先是一个起始位“0”，然后是5-8位数据（规定低位在前，高位在后），接下来是奇偶校验位（可省略），最后是一位停止位“1”。起始位“0”信号用来通知接收设备一个待接收帧的开始到来。线路上在不传送字符期间应保持为“1”。接收端则不断地检测线路的状态，若连续为“1”以后又测到一个“0”，表示发来了一个新字符，应马上准备接收。起始位后面紧接着是数据位。停止位用来表征帧的结束，它一定是高电位“1”，停止位可以是1位、1.5位或2位。接收端在收到停止位后，知道上一帧己传送完毕，同时，也为接收下一个帧做好准备。7/22/20216由于异

5、步串行通信每传送每一帧数据都有固定格式，通信双方只需按约定的帧格式来发送和接收数据，所以，硬件结构比同步串行通信方式简单；此外，它还能利用校验位检测错误，所以，这种通信方式应用较广泛。7/22/202172.同步串行通信同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示〔通常约为1—2个〕，并由时钟来实现发送端和接收端同步。即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据，直到通信告一段落。同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字符SYNC来指示。因为同步通信数据快，传送时去掉了开始和结束的标志，所以，

6、其速度高于异步传送，但这种方式对硬件结构要求较高。7/22/202187.1.3波特率波特率，即数据传送速率。由于MCS-51单片机串行传送数据时，一个码元用二进制的“0”或“1”表示，所以，波特率在数值上等于比特率，即每秒钟传送二进制代码的位数，它的单位是位/秒。假如数据传送的速率每秒120帧，每帧包含10个位信息（一个起始位、一个停止位、8个数据位），这时，传送的波特率为：10×120位/秒＝1200波特（bps）每一位信息的传送时间Td为波特率的倒数：Td＝1/1200＝0.833（ms）常见的波特率为600、1200、2400、48

7、00、9600、19200、38400、56000和115200等。7/22/202197.2MCS-51单片机的串行接口7.2.1串行接口结构MCS-51单片机具有一个采用通用异步接收器/发送器（UART）工作方式的全双工串行通信接口，可以同时发送、接收数据。串口接收和发送数据都是通过访问特殊功能寄存器SBUF来实现的，SBUF既可以作为发送缓冲器，也可作为接收缓冲器。其实在物理结构上，SBUF由两个相互独立的接收、发送缓冲器组成，只不过两个缓冲器共用一个地址（99H），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。7/22

8、/202110MCS-51单片机的串口有2个控制寄存器：串行口控制寄存器SCON和特殊功能寄存器PCON，其中SCON用来设置串口的工作方式、控制数据的接收和发送等，PCON主要