《单片机原理与应用及上机指导》第9章：串行通信及接口.ppt

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1、第9章串行通信及接口教学提示和教学目标9.1串行口的结构9.2串行通信的原理9.3通信协议9.4单机通信9.5多机通信9.6上机指导：串行静态显示电路教学提示和教学目标教学提示：通信是人们传递信息的方式。计算机通信是将计算机技术和通信技术相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。串行通信技术是构建单片机应用系统的关键技术，尤其是构建网络控制单片机应用系统。教学目标：复习80C51单片机串行接口结构；了解80C51单片机串行接口原理；掌握80C51单片机串行接口的使用方法。9.1串行口的结构计算机通信有两种方式：并行通信方式与

2、串行通信方式。并行通信是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送，并行通信的特点是：控制简单，传输速度快，但传输线较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。串行通信是将数据字节分成一位一位的形式，在一条传输线上逐个地传送，串行通信的特点是：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的传送控制比并行通信复杂。80C51内部有一个串行通信I/O口，通过它可以实现和其他单片机系统、PC系统的串行通信。9.2串行通信的原理所谓“串行通信”是指外设和计算机间使用一根数据信号线，数据在一根数据信号线上按位进行传输，每

3、一位数据都占据一个固定的时间长度。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本。当然，其传输速度比并行传输慢。数据接收设备将接收到的串行形式数据转换成并行形式进行存储或处理，所以串行口的本质就是单片机与外围数据设备的数据格式转换(或者称为串/并转换器)，即当数据从外围设备输入计算机时，数据格式由位(bit)转化为字节数据；反之，当单片机发送下行数据到外围设备时，串口又将字节数据转化为位数据。9.2.1串行通信的基本原理9.2.2串行通信接口标准9.2.1串行通信的基本原理单片机使用串行口进行异步通信时，其接收和发送过程如下。(1

4、)接收。串行口按设定的工作方式和波特率通过P3.0口串行移入格式化数据到输入寄存器，待整帧数据接收完毕后进行反格式化处理，然后送入数据缓冲器，形成中断请求RI，通知CPU读取数据。(2)发送。当单片机CPU向串行口的发送数据缓冲寄存器移入所需发送的数据后，串行口自动按设定的格式将数据组装成标准格式帧，然后以规定的波特率，借助于发送缓冲器的移位功能通过P3.1逐位移出。数据移完后，形成中断请求TI，通知CPU准备下一帧数据的发送过程。9.2.2串行通信接口标准所谓接口标准就是明确定义信号线，使接口电路标准化、通用化。借助串行通信标准接口，不同类

5、型的数据通信设备可以很容易实现它们之间的串行通信连接。不同的计算机系统或通信设备之间要顺利地实现通信，必须遵循同一规则，这个规则就是一个标准。标准的异步串行通信接口有RS-232C、RS-449、RS-422、RS-423和RS-485。1．RS-232接口2．RS-422与RS-485串行接口标准3．3种标准的比较1．RS-232接口RS-232接口(又称EIARS-232C)是目前最常用的一种串行通信接口。它是在1962年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通信的标准。它的全名是“

6、数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。(1)机械特性(2)电气特性2．RS-422与RS-485串行接口标准由于RS-232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下4点。(1)接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容，故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。(2)传输速率较低，在异步传输时，波特率为20kb/s。(3)接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成

7、共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性能弱。(4)传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50m左右。针对RS-232的不足，于是就不断出现了一些新的接口标准，RS-422、RS-485就是比较有代表性的两种标准。3．3种标准的比较RS-232、RS-422和RS-485有关电气参数比较如表9.3所示。9.3通信协议所谓通信协议是指通信双方的一种约定。在约定中对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式及控制字符定义等作出统一规定，通信双方必须共同遵守。因此，也叫做通信控制规程，或称传输控制

8、规程。按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为异步通信和同步通信两类。9.3.1异步通信9.3.2同步通信9.3.3异步通信和同步通信的比较9.3.1异步通信1．