串口通信原理详解.ppt

1、第七课随着7.2 80C51的串行端口、7.1电脑串行通信基础、7.3单筹码串行端口编程应用节目示例、7.1电脑串行通信基础、多计算机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通信功能变得越来越重要。电脑通信是指计算机与外部设备或计算机与电脑之间的信息交换。通信有两种茄子方法：并行通信和串行通信。在多微电脑系统和现代测量系统中，串行通信方法用于交换信息。、电脑通信是将电脑技术与通信技术相结合，以完成计算机与外部设备或计算机与电脑之间的信息交换。可以分为并行通信和串行通信两大类茄子。并行通信通常是同时传输多个数据字节。并行通信控制简单，传输速度快。由于输电线路多，长途传输费用高，收件人大家很

2、难同时收到。串行通信是将数据字节分成一个位置，在传输线上逐个传输。串行通信的特点：传输线路少，远距离传输成本低，可以利用电话网等现成的设备，但资料传输控制比并行通信复杂。7.1.1串行通信的基本概念1、异步和动机通信1、异步通信异步通信是指通信发送和接收设备使用自己的时钟控制资料传输和接收过程。为了协调双方的收发，发送和接收设备的时钟必须尽可能一致。、异步通信以字符(配置的帧)为单位发送，字符和字符之间的间隔(时间间隔)是随机的，但在每个字符中，您是以固定时间发送的。也就是说，字符之间不一定具有“位间隔”的整数倍数，但必须具有相同的字符、异步通信的数据格式：异步通信的特征、2、同时通信时，发送

3、方时钟直接控制接收方时钟，使双方完全同步。传输数据的位之间的距离是“位间隔”的整数倍数，传输的字符之间没有间隔。也就是说，位同步关系和字符同步关系保持不变。发件人和收件人之间的同步可以通过两种茄子方法完成。外部同步自同步，在面向字符的同步格式图中，帧标头是一个或两个同步字符SYN(ASCII代码16H)。SOH是顺序起始字符(ASCII代码01H)，表示标题的开始，包含源地址、目标地址、路由说明等信息。STX表示以字符开头字符(ASCII代码02H)发送的数据块的开始。数据块是由多个字符组成的已传递正文的内容。数据块后面是组结束字符ETB(ASCII代码17H)或字符结束字符ETX(ASCII

4、代码03H)。然后是检查代码。IBM的二进制同步领域常见的面向字符的同步领域，如BSC。，面向位的同步格式：在牙齿点将数据块视为数据流，并使用序列01111110作为开始和结束标志。为了避免数据流中发生序列011111110牙齿时发生的混乱，发送方总是在发送的数据流中出现5个连续的1牙齿时插入额外的0。收件人连续检测到5个1牙齿，然后每次有0牙齿时删除0。ISO中的高级数据链路控制过程HDLC和IBM的同步数据链路控制过程SDLC等典型的面向位的同步协议动机通信的特点是，使用特定位组合“01111110”作为帧的开始和结束标志传输的帧数据可以是随机位。因此，虽然传输效率高，但实施的硬件设备比异

5、步通信复杂。、2、串行通信的传输方向1、工作单只能向一个方向传输数据，不能反向传输。二、半双工意味着数据传输可以双向进行，但需要分时进行。3、全双工意味着数据可以同时双向传输。、单向半双工、3通信是双向的，因此调制器和调制解调器合并为一个设备，这就是调制解调器调制解调器。、4、串行通信错误奇偶校验1、奇偶校验资料传输中位于数据位之后的1位是奇偶校验位(1或0)。奇数检查时，数据的“1”数和检查位“1”的和必须是奇数。偶数验证时，数据的“1”个数与检查位“1”之和必须是偶数。收到字符时，将检查“1”的数量，如果发现不匹配，则在传输数据时出错。、3、2、代码和验证代码及验证将加总发送方发送的数据块

6、的总和(或字节xor)，并将一字节的验证字符(校验和)添加到块的末尾。接收方接收数据时，汇总数据块(不包括检查字节)的总和(或每个字节不同或不同)，并将结果与发送方的“校验和”进行比较，匹配没有错误。否则，在传输过程中被认为发生了错误。5，波特率和传输距离1，波特率是每秒传输二进制代码的位数，以位秒(bps)为单位。如果每秒转发240个字符，并且每个字符格式包含10位(1个开始位、1个停止位、8个数据位)，则比特率为10位240位/秒=2400bps，2。传输线为0比特率超过1000 bps时，最大传输距离会迅速下降。例如，在9600 bps时，最大距离将下降到76米(约250英尺)。、6.1

7、.2串行通信介面标准1，RS-232C介面RS-232C是美国电子工业协会(EIA)在1969年修改了RS-232C标准。RS-232C定义了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间的物理介面标准。1，机械特性RS-232C接口规定使用25针连接器，并且明确定义了连接器的大小和每个针的排列位置。(双头)、2、功能特性、4、流程特性定义信号之间的计时关系，以便正确接收和传输数据。、短距离通信连接、5、RS-232C级别和TTL级别转换驱动器电路的最大波特率为2000、2和水平偏移RS-232C巴士标准必须由双方一起发送。通信距离大，收发双方的地电位差异大，信号底部产生较大的地电流，发生

8、压降。3、抗干扰能力差的RS-232C在水平转换时使用单输入输出，在传输过程中干扰和噪音混合在正常信号中。RS-232C巴士标准应该使用相对较大的电压振幅来提高信噪比。其次，RS-422A介面、RS-422A输出驱动器是双端平衡驱动器。当一条线处于逻辑“1”状态时，另一条线为逻辑“0”，是单端不平衡驱动与电压的放大倍数。差分电路可以在接地干扰中选择有效信号，差分接收器可以区分200mV以上的电位。在传输过程中，干扰和噪音混合，差分放大器的作用会徐璐抵消干扰和噪音。因此，可以避免或大大减少接地干扰和电磁干扰的影响。在RS-422A波特率(90Kbps)下，传输距离可达1200米。3、RS-485

9、介面和RS-485是RS-422A的变体。RS-422A是全双工的，RS-485是半双工的。RS-485是多发射器标准，允许在通信线路上使用多达32对差分驱动器/接收器。即使一个网络连接了32个以上的设备，也可以使用中继器。RS-485的信号传输使用两条线之间的电压来表示逻辑1和逻辑0。发送者需要两条传输线，因此接收者也需要两条传输线。传输线使用差分通道，具有良好的干扰抑制性，阻抗低，接地问题，因此传输距离最大1200米，传输速度最大1Mbps。、RS-485是多点通信接口，通常使用双绞线结构。普通PC通常没有RS485接口，因此必须使用RS-232C/RS-485转换器。对于单筹码微计算机，

10、可以通过筹码MAX485完成TTL/RS-485的水平转换。在由计算机和单筹码微计算机组成的RS-485通信系统中，以下计算机由单筹码微电脑系统组成，父计算机是普通PC，它监视以下计算机的运行状态并集中处理状态信息：以图形方式显示以下计算机的操作状态和产业现场控制设备的操作状态：系统中的每个节点(包括其父节点)可以通过徐璐设置不同的工作站地址来标识。7.2 80C51串行端口、接收器双缓冲区发送缓冲区是因为传输时CPU处于活动状态，不会发生重叠错误。7.2.1 80C51串行端口结构、SCON是用于设置串行端口工作方式、接收/发送控制和状态标志：7.2.2 80C51串行端口控制的特殊功能寄存

11、器，如果接收器的SM2=1，则可以使用接收的RB8控制是否启用RI从RB81接收的数据进入SBUF并启用RI，以便中断服务从SBUF读取数据。)SM2=0时，无论传入的RB8牙齿0和1是什么，都可以将接收的数据导入SBUF以启用RI(即，RB8没有控制RI激活的功能)。通过控制SM2，可以实现多机通信。方法0中的SM2必须为0。方法1中，如果SM2=1，则RI仅在收到有效停止位时部署1。REN，允许串行接收位。如果软件设置REN=1，则启动串行端口以接收数据。如果软件设置为REN=0，则禁止接收。TB8、方法2或方法3中，数据传输的第九位，可以通过软件规定其作用。可以用作数据的奇偶校验位，也可

12、以用作多系统通信中地址帧/数据帧的标志位。方法0和方法1中不使用牙齿位。在RB8、方法2或方法3中，作为奇偶校验位或地址帧/数据帧的标志位接收的数据的第九位。方法1中，如果SM2=0，则RB8是接收的停止位。发送、TI和中断标识位。在方法0中，串行传输第8个数据结束或串行传输停止位开始时，内部硬件将TI设置为1，CPU发出中断请求。中断服务程序需要使用软件清算0，取消牙齿中断申请。RI，接收中断标志位。在方法0中，当串行接收第8数据结束或位于串行接收停止位中间时，RI由内部硬件放置1，并将中断请求发送到CPU。此外，中断服务程序必须用软件清算0，取消牙齿中断申请。PCON只有一个与串行端口操作

13、相关联的SMOD:SMOD(PCON.7)波特率乘数位。在串行端口模式1、方法2、方法3中，波特率与SMOD相关，SMOD=1将使波特率加倍。重置时SMOD=0。、6.2.3 80C51串行端口的工作方式，1、方法0，串行端口是同步移位寄存器的输入和输出方式。主要用于扩展并行输入或输出端口。数据由RXD(P3.0)插针输入或输出，同步移动脉冲由TXD(P3.1)插针输出。发送和接收都是8位数据，低位优先，高位优先。波特率固定为fosc/12。1、方法0输出、2、方法0输入、方法0接收和传输电路、方法1是10位数据的异步通信端口。TXD是资料传输针脚，RXD是数据接收针脚，一帧的资料传输格式如图

14、所示。其中1位是开始位，8位是数据位，1位是停止位。1，方法1输出，RI=0和SM2=0(或者，如果接收的停止位为1)将接收的9位数据的前8位数据加载到接收的SBUF中，并且第9位(停止位)进入RB8，部署RI=1以请求CPU中断。、3、方法2和方法3方法2或方法3中11位数据的异步通信端口。TXD是资料传输针脚，RXD是资料接收针脚。方法2和方法3点开始位1位、数据9位(包括1位附加9位、SCON上的TB8、接收时的RB8)、停止位1位、帧数据11位。方法2的波特率固定为晶振频率的1/64或1/32，方法3的波特率由计时器T1的溢出速度确定。、1、方法2和方法3输出，在传输开始时将开始位0输出到TXD针，然后将移动寄存器的输出位(D0)发送到TXD针。每个移动脉冲将输出移动寄存器的各位向右移动一个位置，并输出到TXD针。第一次移动时，停止位“1”移动到输出移位寄存器的第九位，后续每次移动时，左侧移动到0。停止向输出位的位移时，左侧的其馀位全部为零，当电路检测到牙齿条件时，最后移动控制电路，设置TI=1以请求CPU中断。、2、方法2和方法3输入、接收时，数据从右移至输入移动寄存器，从起始位0牙齿最左侧移至控制电路最后。如果RI=0和SM2=0(或接收的第九个数据为1)，则接收的数据将加载到接收缓冲区SBUF和RB8(接收数据的第九位)中，RI=1请求CPU中断。如果不