第6章 51单片机串行通信解析ppt课件.ppt

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1、第6章51单片机串行通信6.1异步串行通信6.1.1异步串行通信介绍串行通信就是同一时刻只传送一位信息，当一位发送之后，经过一段时间延迟，再发送下一位的通信。图示为两台单片机串行通信示意图，其中UART是通用异步通信收发器，TX表示发射端，RX表示接收端。1.异步通信数据格式异步是指通信中的发送方与接收方不使用同一个时钟源，收发双方各使用自己的时钟源来控制发送的速率和接收数据的时刻，为了保证时钟不一致导致的数据接收错误，在通信过程中必须约定两点：（1）约定通信双方的通信速率和字符总长度。（2）发送方应该发送接收方需要的起始位，以使接收方进行接收定位与再同步。在异

2、步通信中，需要有双方认可的通信格式，一般由4部分组成：起始位、n位数据、奇偶校验位和停止位，这样一组信息称为一帧。起始位：起始位通常是逻辑0，占用一位时间，表示一个新字符通信的开始。在不通信时，线路呈现逻辑1，接收方不断检测逻辑0，若是在多个逻辑1后，出现一位0，则表示一个新字符发过来，就准备接收数据，使接收方的时钟与起始位同步，顺利接收随后的数据。n位数据：起始位后紧跟的就是数据，数据位数可以是5、6、7、8、9位，通常采用8位、9位为多，通常是低位在前，就是紧跟起始位的是最低位（LSB）。奇偶校验位：占一位，并不是必须的，常改作他用，传递一些特定信息。停止位

3、：表示完成了一个字符的传输，用逻辑1表示。可以是1位或是2位，但通常采用1位。波特率（Bandrate）：波特率是单位时间内在串行通信中传送的比特数，定义为：波特率=1/位时间带宽的概念：带宽=（每帧包含的信息位数/每帧包含的位数）*波特率下图中上侧为8位数据位格式，下侧为9位数据位格式，数据位中的最后一位与奇偶校验位共用。2.异步通信传送方式（1）单工传送单工通信示意图如图所示。一方只发送，另一方只接收。只需要一条通信通道。（2）半双工传送半双工通信允许信息在两个方向上传输，但需要分时发送与接收，就是在某时刻，只能单工通信。只需要一条通信通道。图中RTS信号是

4、发送控制信号，74125是三态缓冲器，通常情况下，RTS为高电平，通信双方都处于高阻状态；若是某一方需要发送，则使RTS为低电平，使74125输出通信数据。（3）全双工通信在某时刻，通信中的每一方既可以发送也可以接收，就是在发送的同时，也可以接收。这需要发送与接收两条通信通道。例如RS232C通信。4.组网方式（1）点对点通信点对点通信方式是一对一的双机通信方式：1）参加通信的节点只有两个，一个节点为主控器，另一个为被控器。2）通信线路为两个节点专用。3）不存在寻址问题。4）没有争夺线路控制权问题。（2）一点对多点的通信一点对多点的通信，是一点主控器（主机），其

5、他点为被控器（从机）。1）参与通信的节点多于两个。2）通信线路为多点拥有，但不是同时使用。3）一个节点为主控器，其他节点为被控器。4）主控器需要首先通过广播发送被控器地址，才能与被控器通信。5）被控器需具有地址检测功能。6）主控器控制通信线路，享有通信线路的使用权。7）一般只能主控器与一个被控器之间通信，而被控器之间不能通信。（3）多主机通信多主机通信中具有多个主控器（主机），其特点如下。1）参与通信的节点有多个。2）通信线路为多点拥有，但不是同时使用。3）有多个节点为主控器（主机）。4）占据通信线路的节点，就是主控器，不占有通信线路的节点则为被控器。某一时刻只

6、能有一个主控器（主机）占用通信线路与被控器通信5）主控器需要首先通过广播发送被控器地址，才能与被控器通信6）被控器需具有地址检测功能。7）具有争夺线路控制权问题，主控器需要有解决总线仲裁问题的功能。5.串行通信模块很多单片机具有串行通信模块（SCI），又称为通用异步收发器（UART）。串行通信模块的示意图如图所示。（1）波特率发生器波特率发生器通过对系统时钟进行分数分频，输出串行通信需要的波特率。由于系统时钟与波特率之间不是整数分频关系，因此很难分频出没有误差的波特率，通常低时钟频率误差大，高时钟频率误差小。。如果单片机时钟fosc=4MHz，设分频器分频比为1

7、6，则fclk=fosc/16=250000如果波特率为9600，则波特率预置数X为X+1=250000/9600=26.0417由此得到X=25.0417取X=25，则实际波特率为：fclk/（25+1）=9615.38实际误差为（9615.38－9600）/9600=0.16%（2）异步模式传送异步模式传送模块如下所示。1）模块有发送数据引脚TXD。2）10位或11位的移位寄存器。3）发送缓冲寄存器TXBUF。4）模式控制位M=0时，发送8位数据，M=1时发送9位数据。5）在9位数据模式（模式位M=1）时，有写发送缓冲器TXBUF的T8位功能。当8位新数据装

8、载到发送缓冲寄存器TXB