《单片机原理及应用》第七章 89C51串行口及串行通信技术.ppt

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1、第7章89C51串行口及串行通信技术教学目标串行通信基本知识串行口及应用89C51与89C51点对点异步通信89C51与PC机间通信软件的设计7.1串行通信基本知识在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交换信息，所有这些信息交换均可称为通信。通信方式有两种，即并行通信和串行通信。通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。例如，PC机与外部设备（如打印机等）通信时，如果距离小于30m，可采用并行通信方式；当距离大于30m时，则要采用串行通信方式。89C51单片机具有并行和串行二种基本通信方式。并行通信并

2、行通信是指数据的各位同时进行传送（发送或接收）的通信方式。优点：传送速度快；缺点：数据有多少位，就需要多少根传送线。例如，右图89C51单片机与外部设备之间的数据传送就属于并行通信。串行通信串行通信指数据是一位(bit)一位按顺序传送的通信方式。优点：只需一对传输线（利用电话线就可作为传输线），大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；缺点：传送速度较低。假设并行传送N位数据所需时间为T，那么串行传送的时间至少为NT，实际上总是大于NT。接收设备发送设备D7D6D5D4D3D2D1D0串行通信的传输方式串行通信的传输方式通常有三种：单向（或单工）方式，只允许数

3、据向一个方向传送；半双向（或半双工）方式，允许数据向两个方向中的任一方向传送，但每次只能有一个站点发送；全双向（或全双工）方式，允许同时双向传送数据，因此，全双工配置是一对单向配置，它要求两端的通信设备都具有完整和独立的发送和接受能力。串行通信中的数据传送方式异步通信和同步通信串行通信有两种基本通信方式，即异步通信和同步通信。异步通信在异步通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或一字节数据）传送的。在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。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

4、（可省略），最后是停止位（1）。异步通信数据格式(b)有空闲位异步串行通信协议起始位（0）信号只占一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不传送字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道发来一个新字符，应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进行。起始位后面紧接着是数据位，它可以是5位（D0-D4）、6位、7位或8位（D0-D7）。若所传字符为ASCII码，则常取7位。奇偶校验（D8）只占一位，但在字符中也可以规定不用奇偶校验位，则这一位可省去。也可用这一位（1/0）来确定

5、这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等）。停止位用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑1）。停止位可以是1位、1.5位或2位。接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符做好准备。只要再接收到0，就是新的字符的起始位。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符，则使线路电平保持为高电平（逻辑1）。同步通信同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示（常约定1个--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

6、数据块开始时用同步字符SYNC来指示。同步通信同步字符的插入可以是单同步字符方式或双同步字符方式，然后是连续的数据块。同步字符可以由用户约定，也可采用ASCII码中规定的SYNC代码，即16H。按同步方式通信时，先发送同步字符，接收方检测到同步字符后，即准备接收数据。在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号。同步传送可以提高传输速率（达56kb/s或更高），但硬件比较复杂。波特率（Baudrate）波特率，即数据传送速率，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它的单位是b/s(bitsp

7、ersecond)。假设数据传送速率是120字符/s，而每个字符包含的代码位有：1个起始位、8个数据位、1个停止位。这时，传送的波特率为：10b/字符×120字符/s＝1200b/s每一位代码的传送时间Td为波特率的倒数。Td＝1/1200＝0.833ms异步通信的传送速率在50b/s~19200b/s之间，常用于计算机到终端机和打印机之间的通信、直通电报以及无线电通信的数据发送等。串行通信的过程1、串←→并转换与设备同步两个通信设备在串行线路上成功地实现通信必须解决两个问题：1）串←→并转换，即如何把要发送的并行数据串行化，把接收的串行数据并行化；2）设备同

8、步，即发送设备与接收设备的工作节拍同步