单片机课件--串行口

单片机原理与接口应用 串行通信接口技术 第十章MCS 51串行通信接口技术 微机联网 单片机与单片机 单片机与其他微机之间实现信息共享 典型的计算机测量与控制系统构成 一个典型集散式 DCS 控制系统的构成 10 1串行通信基础 数据通信方式 并行通信与串行通信并行通信 一次传输8 16 32Bit 8根数据线 1根控制线 1根状态线 地线 共11根 特点 速度快 适合近距离传输计算机并口 打印机 8255串行通信 数据一位一位地发送 一根发送线 一根接受线 地线 共3根特点 硬件方便 适合距离远 速度要求不高的场合分类 同步串行通信和异步串行通信 一 异步通信 串行通信就是将并行的数据分开后 一位一位地发送出去 接收方也是一位一位地接收数据 这就需要通信的双方有一个协议 什么时候开始发送 什么时候发送完毕 接收方收到的信息是否正确等 而这些信息只能以电平的高低来表示 构成这些位的数据称为一帧 异步串行通信规定了传输数据的结构即帧格式 1 起始位 在数据发送线上规定无数据时电平为1 当要发送数据时 首先发送一个低电平0 表示数据传送的开始 这就是起始位 2 数据位 真正要传送的数据 可以是8位 10位等多位 数据位是由低位开始 高位结束 3 奇偶校验 数据发送完后 发送奇偶校验位 以检验数据传送的正确性 这种校验方法是有限的 但是容易实现 4 停止位 表示数据传送的结束 可以是一位或两位 帧格式 二 同步通信 同步通信先发送一个字符 作为同步字符 之后便连续发送数据 数据之间不能有间隔 直到数据发送完毕 速度要比异步通信快通用异步接受 发送器 UNIVERSALASYNCHRONOUSRECEIVER TRANSMITTER UART 82506850 三 单工 半双工 全双工通信方式 1 单工方式 一端是发送端 另外一端是接收端 半双工发式 每端口由一个发送器和接收器 通过开关连接在线路上 数据可以双方交换 但不能同时发送和接收 3 全双工方式 通信双方用两个独立的收发器单独连接 可以同时发送和接收数据 因而提高了速度 4 波特率 单位时间内传送的信息量 以每秒传送的位为单位 电传机 10字符 秒 1个字符11位 波特率为 10 11 110 波特 位宽 传送过程中平均每位占用时间Td 9 1ms 1 110 10 2串行通信总线标准及接口 测控系统中 计算机通信主要采用异步串行通信方式 常用的异步串行通信接口标准有三种 RS 232 RS 232ARS 232BRS 232C RS 449 RS422RS423RS485 20mA电流环 一 通信方式的选取 1 1 通信速率和通信距离这两个方面是相互制约的 降低通信速率 可以提高通信距离RS 232C 速率 20Kbit S 最大通信距离 15mRS422 10Mbit s 300m90Kbit s 1200m 1 2 抗干扰能力采用标准的通信接口 本身具有一定的抗干扰能力 但是工业现场的情况往往很恶劣 因而要根据具体情况进行选择 RS232C 一般场合RS422 共模信号比较强光纤 电磁干扰较强 二 RS232C简介 美国电子工业协会 EIA 公布的一种异步通信标准 RS232C标准 设备之间通信的距离不大于15米 最大传输速率20KB S 采用负逻辑 1 5V 15V 0 5V 15V 不带负载时输出电平 25V 25V 输出短路电流 0 5A 最大负载电容 2500pF TTL电平可以由专用集成电路转换成RS232C标准 如 MC1488或75188TTLRS232CMC1489或75189RS232CTTL由于MC1488需要采用 12V电源 一般在单片机通信中大量使用的是只需要 5V电源 具有发送和接收的一体化芯片 如 MAX232 ICL232 ADM202等 MAX232芯片 内部有两路接收器和发送器具有电源变换电路 MCS 51双机通信 利用MAX232 三 调制与解调 RS232C通信距离很短 RS422通信距离不过1200米 更长距离需采用调制与解调 10 3MCS 51的串行口的结构 8051有一个可编程的全双工串行通信接口 它可作UART用 也可作同步移位寄存器 其帧格式可有8位 10位或ll位 并能设置各种波特率 给使用者带来很大的灵活性 一 结构 805l通过引脚RXD P3 0 串行数据接收端 和引脚TXD P3 l 串行数据发送端 与外界进行通信 图中有两个物理上独立的接收 发送缓冲器SBUF 它们占用同一地址99H 可同时发送 接收数据 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 串行发送与接收的速率与移位时钟同步 8051用定时器T1作为串行通信的波特率发生器 T1溢出率经2分频 或不分频 又经16分频作为串行发送或接收的移位脉冲 移位脉冲的速率即是波特率 接收器是双缓冲结构 在前 个字节被从接收缓冲器SBUF读出之前 第二个字节即开始被接收 串行输入至移位寄存器 但是 在第二个字节接收完毕而前 个字节CPU未读取时会丢失前一个字节 串行口的发送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名义进行读或写的 当向SBUF发 写 命令时 执行MOVSBUF A指令 即是向发送缓冲器SBUF装载并开始由TXD引脚向外发送一帧数据 发送完便使发送中断标志位TI 1 在满足串行口接收中断标志位RI SCON 0 0的条件下 置允许接收位REN SCON 4 1就会启动接收一帧数据进入输入移位寄存器 并装载到接收SBUF中 同时使RI l 当发读SBUF命令时 执行MOVA SBUF指令 即是由接收缓冲器 SBUF 取出信息通过8051内部总线送CPU 对于发送缓冲器 因为发送时