单片机技术与应用电子教案 1.串口基础知识

课时教案课程：单片机技术与应用-基于CC2530的ZigBee技术开发与应用课题串口基础知识课时2教学目标知识：1.掌握串口的概念2.掌握串口通信的两种数据通信方式3.掌握CC2530串口通信的标准及其与计算机连接电路技能：1.会分析异步通信的信息格式2.会识读ZigBee实训模块，明确CC2530的串口通信连接计算机的电路素质：1.具备严谨的学风，形成扎实、优化的知识结构和技能结构。2.具备自主学习能力、团队协作意识。重点串口通信的两种数据通信方式难点识读ZigBee实训模块，明确CC2530的串口通信连接计算机的电路教法小组合作问题探究学法自主探究教具试验多媒体、PPT课件教学过程问题设计及知识点师生互动设计（问题与任务）串口基础知识一、串口通信基础1.串口串口是串行接口的简称,也称为串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口（SerialInterface）在一条信号线上将数据一个比特一个比特地逐位进行传输。其中，每种接头都有公头和母头之分，带针状的接头是公头，而带孔状的接头是母头。串口包括一个RX(ReceiveData,RX)和一个TX(TransmitData,TX)两线。其中RX表示接收数据，TX表示发送数据。RT（RequestToSend，RT）表示请求发送，CT（ClearToSend，CT）表示清除发送。2.串口通信串口通信是指外设和计算机间,通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。在通信领域内,微控制器与外设之间的数据通信,根据连线结构和传送方式的不同,有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。1）并行通信:指数据的各位同时发送或接收,每个数据位使用单独的一条导线。传输速度快、效率高，但需要的数据线较多，成本高、干扰大、可靠性较差，一般适用于短距离数据通信，多用于计算机内部的数据传送。2）串行通信:指外设和计算机之间使用一根数据信号线一位接一位地顺序发送或接收数据，每一位数据都占据一个固定的时间长度。其需要的数据线少，成本低，但传输速度慢，效率低，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。3）串行数据传输方式有三种：单工方式、半双工方式、全双工方式。单工方式:只允许数据按照一个固定的方向传送半双工方式:只有一根数据线传送数据信号,通讯双方不能同时在两个方向上传送。全双工方式:通讯双方能同时进行发送和接收操作。4）串行通信类型①同步通信（SPI）：所有设备使用同一个时钟,以数据块为单位传送数据,每个数据块包括同步字符、数据块和校验字符。②异步通信(UART)：异步通信是一种很常用的通信方式，在异步通信中，每个设备都有自己的时钟信号，通信中双方的时钟频率保持一致。接收端依靠字符帧格式来判断发送端是何时开始发送何时结束发送的。3.异步通讯的信息格式：起始位：发送端通过发送起始位而开始一帧数据的传送。起始位使数据线处于逻辑0，用来表示一帧数据的开始。数据的位数为1位数据位：起始位之后就开始传送数据位。在数据位中，低位在前，高位在后。数据的位数可以是5、6、7或8。奇偶校验位：是可选项，双方根据约定用来对传送数据的正确性进行检查。可选用奇校验、偶校验和无校验位。在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1/0）。奇校验时，数据中1的个数与检验位1的个数之和应为奇数；偶校验时，数据中1的个数与校验位1的个数之和应为偶数。接收字符时，对1的个数进行校验，若字符不一致，则说明传输数据过程中出现错误。停止位：在奇偶校验位之后，停止位使数据线处于逻辑1，用以标志一个数据帧的结束。停止位逻辑值1的保持时间可以是1、1.5或2位，通信双方根据需要确定。空闲位：在一帧数据的停止位之后，线路处于空闲状态，线路上对应的逻辑值是1，表示一帧数据结束，下一帧数据还没有到来。数据位数可以是很多位。思考：传送8位数据45H（0100,0101B），奇校验，1个停止位，画出信号线上的波形。B:起始位0D7～D0:数据位,先发送低位，依次为10100010P:奇偶校验位，因数据中1的个数为奇数，所以其校验位为0S:停止位1二、CC2530串口通信1.常用的串行通信接口标准：RS-232、RS-422和RS-485等。CC2530单片机的串行通信接口是TTL电平，其电气规范为：逻辑0输入：小于0.8V输出：小于0.4V逻辑1输入：大于2.0V输出：大于2.4V而计算机配置的串行通信接口是RS-232标准接口，其电气规范为：逻辑05~15V

逻辑15~-15V两者的电气规范不一致，要完成两者之间的数据通信，必须经过MAX232芯片进行电平转换。2.CC2530单片机和计算机进行串行通信的方案串口通信电路连接采用三线制，将单片机和计算机的串口用RXD、TXD、GND三条线连接起来。计算机的RXD线连接到单片机的TXD，计算机的TXD线连接到单片机的RXD，共地线相连，串口通信的其他握手信号均不使用。学生看书回答什么是串口教师引导学生理解串行通信与并行通信的区别。小组合作总结三种传输方式的特点。小组合作探究两种串行通信类型的优缺点及其工作原理教师总结补充教师引导学生分析异步通信的信息格式小组合作探究教师启发引导教师引导学生理解两种标准的差别教师引导学生识读ZigBee模块电路新知应用1.串口在日常生活中的应用。2.总结串口通信两种数据通信方式的区别3.识读ZigBee实训模块中的串口通信电路，明确CC2530的串口通信连接计算机的电