17《汽车电子控制基础 》曹家喆主编

第十七章 串行通信与

CAN总线基础汽车电子控制基础——第一节串行通信的基本概念两种信息传输方式并行传输方式串行传输方式汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行通信的分类按传送方向分类单工方式半双工方式全双工方式单工方式半双工方式全双工方式汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行通信的相关规定串行通信需要“协议”协议内容信号电平的电压传送字符的格式信息传输的速率起始和结束约定等汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行通信的字符格式异步通信起始位数据位奇偶校验位停止位空闲位汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行通信的字符格式同步通信同步字符（SYN）数据块部分校验字符（CRC）汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行通信的波特率（BaudRate）波特率：即数据传送的速率，它表示每秒钟传送的二进制代码的位数，单位是bit/s，一般写成bps。1波特=1bit/s波特率范围：一般在50～19200bps之间

例：

波特率为1200bps，异步通信字符格式为8个数据位、1个起始位和1个停止位，即10位/帧，那么每秒钟能够传送的字符数就是：1200（bit/s）÷10（bit/字符）=120（字符/s）

汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础一些常用的串行通信总线标准串行通信总线标准种类RS-232，RS-422，RS-485等关于RS-232总线引脚标准电平标准

“0”：+5～+15V“1”：-5～-15V最大传输距离：

15m最高传输速率：

约为20kbps（a）DB-25型连接器（b）DB-9型连接器汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础RS-232标准通信接线双机通信简单的接线方法常用RS-232C接口电路：如MC1488、MC1489等前者将单片机用的TTL电平（0-5V）转换为RS-232C电平，后者则相反，将RS-232C电平转换为TTL电平0-5V0-5V-15V~+15V汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础第二节51系列微控制器串行接口串行口电路基本结构注意发送SBUF和接收SBUF彼此独立，但共用一个SFR地址汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础数据的发送与接收数据发送过程汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础数据的发送与接收数据接收过程汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行通信控制寄存器串行口控制寄存器SCON位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位符号SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI位定义工作方式选择多机通信接收允许发送第9位接收第9位发送中断接收中断SM0SM1=00：方式0=01：方式1=10：方式2=11：方式3汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行通信控制寄存器电源控制寄存器PCONSMOD=1：波特率加倍（仅对方式1-3）中断允许控制寄存器IEES=1：允许串行中断位符号SMOD---GF1GF0PDIDL位定义位符号EA--ESET1EX1ET0EX0位定义汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行口的工作方式方式0数据位：8位仅作移位寄存器，用于扩展并行口串入/并出并入/串出波特率固定为fosc/12发送数据TI=0、执行MOVSBUF，A指令即发送接收数据RI=0、ERN=1即接收汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行口的工作方式方式0应用举例（a）扩展为并行输出口（b）扩展为并行输入口汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行口的工作方式方式1帧格式：10位（一个起始位、8个数据位、一个停止位）发送与接收发送TI=0发送指令：MOVSBUF，A执行后：TI=1接收RI=0、REN=1时可接收数据执行后：RI=1接收指令：MOVA，SBUF汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行口的工作方式方式1（续）波特率设定波特率发生器：采用定时器T1方式2波特率计算定时器初值计算汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础单片机“点对点”通信举例初始设定单工、半双工、全双工方式确定波特率设置及相关计算SCON寄存器设定IE寄存器设定发送程序接收程序汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行口的工作方式方式2帧格式11位（1个起始位、8个数据位、1个第9位、1个停止位）应用：多机通信第9位TB8与RB8的作用：需要事先规定好波特率固定为fosc/64汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础串行口的工作方式方式3帧格式：与方式2相同波特率：可设置波特率计算（同方式1）定时器初值计算（同方式1）应用：多机通信汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础多机通信简介一般采用一台主机、多台从机的方式每台从机有自己的特定地址需要用到SM2、TB8、RB8等位的功能通信设计方法汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础第三节CAN总线基础知识CAN（ControllerAreaNetwork）的概念局域网概念节点连接方式（a）星型（b）总线型

（c）环型（d）树型

汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础CAN总线基础汽车使用CAN的意义节约导线简化维修提高可靠性共享信息资源信息传递速率可高达1Mbit/s

（a）传统控制方式（b）CAN总线控制方式汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础有关CAN的技术规范标准帧格式帧起始（SOF）仲裁场控制场数据场CRC场应答场帧结束汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础有关CAN的技术规范标准信号电平差分形式的信号电平隐性位：表示“0”VCANH=VCANL≈2.5V显性位：表示“1”VCANH=3.5VVCANL=1.5V011汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础CAN总线的控制器件CAN控制器、CAN收发器与CAN总线CAN总线控制器数据控制 CAN总线收发器数据收发CAN总线数据传输汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础CAN总线控制器基本功能形成帧格式；发送、接收；校验等

有专用CAN控制器：如Philips的SJA1000Motorola的908AZ60A等，也有内部带CAN控制模块的微控制器汽车电子控制基础——第十七章串行通信与CAN总线基础CAN总线收发器（总线驱动器）CAN总线收发器基本功能驱动放大形成差分信号常用芯片：如82C250汽车电子控制基础——第十七章串行通信与