串口通信原理及操作流程【行业精制】

1、串行口通讯原理及操作流程,1,专业分享,并行与串行通信方式比较,8位数据同时传送 数据传输速度快 传输线多 长距离传输成本高,8位数据顺位传送 数据传输速度相对较慢 传输线少 长距离传输成本低 数据传输控制较为复杂,数据传输较为简单,2,专业分享,异步与同步串行通信方式,不要求收发双方时钟严格一致 每个字符要附加23位（起始位、 校验位、停止位） 各帧之间有任意间隔，位之间间隔一定 用于单片机和单片机，单片机与计算机之间通信,发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方完全同步 每个字符之间不留空隙，既保持位同步关系也保持字符同步关系 以特定的位组合01111110作为帧的开始和结束标志 实现的硬

2、件设备较为复杂,3,专业分享,单片机串口,4,专业分享,串行通信接口总线标准,测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异步总线标准有三种： RS-232（RS-232A RS-232B RS-232C） RS-449 （RS422 RS423 RS485） 20mA电流环 这里重点介绍RS-232 RS-232C：速率：20Kbit/S， 最大通信距离： 15m RS422： 10Mbit/s： 300m 90Kbit/s： 1200m,5,专业分享,RS-232电平与TTL电平的转换,计算机为 RS-232电平信号 ，单片机为TTL电平信号（TXD P3.1口 发送 RXD P

3、3.0口 接收） 计算机与单片机的通信根本在于不同电平信号之间的转换和传输,6,专业分享,单片机串口原理图,7,专业分享,波特率和定时器初值的设定,波特率：每秒传输二进制代码的位数。（1波特=1位/秒，单位bps(位/秒)） 串行口4种工作方式对应波特率： (见P131) （串口常用工作方式1） 电源管理寄存器PCON SMOD-串口通信波特率有关 SMOD=0:串口方式1,2,3时，波特率正常 SMOD=1:串口方式1,2,3时，波特率加倍 TI溢出率： T1定时器溢出的频率，即 TI定时器每次溢出所需时间T的倒数1/T。,8,专业分享,常用波特率初值表,注： 串口方式1定时器1方式2 常用

4、晶振11.0592（MHZ） 波特率9600 SMOD=0 初值: TL0=0 xfd TH0=0 xfd 十进制数：(253),9,专业分享,近距离传送电路,10,专业分享,微 机,接 口,调 制 解 调 器,调 制 解 调 器,接 口,微 机,电 话 分 机,电 话 分 机,远距离传送电路,数字信号通过调制器变成模拟信号通过电话线传送到对方，接收方通过解调器将模拟信号转换成数字信号接收。,11,专业分享,MCS51之间的双机通信,12,专业分享,51单片机与计算机的通信,13,专业分享,51单片机串行口结构,51单片机串行口是可编程全双工的通信接口，能同时进行数据的发送和接收， 也可作为同

5、步移位寄存器使用。 51单片机串行口组成： 1. 两个独立的串行数据缓冲寄存器SBUF（一个发送缓冲寄存器，一个接收缓冲寄存器 2.发送控制器 3.接受控制器 4.输入移位寄存器 5.若干控制门电路 单片机通过特殊功能寄存器SBUF对串行接收或串行发送寄存器进行访问， 两个寄存器共用一个地址，但在物理意义上是两个独立的寄存器。,14,专业分享,发送 SBUF （99H）,控制门,RXD(P3.0),TXD(P3.1),中断,接收 SBUF （99H）,定 时 器 T1,发送控制器,接收控制器,输入移位寄存器,TI,RI,串行口基本结构,A,15,专业分享,串行口控制寄存器SCON,SM0.SM

6、1:串行口工作方式控制位。 0 0-方式0, 0 1-方式1 1 0-方式2, 1 1-方式3 REN：串行接收允许位。 0-禁止接收, 1-允许接收 TB8: 在方式2,3中,TB8是发送机要发送的第9位数据。,16,专业分享,RB8:在方式2,3中,RB8是接受机收到的第9位数据, 该数据来自发送机的TB8。 TI:发送中断标志位。发送前必须用软件清零，发 送过程中TI保持零电平,发送完一帧数据后，由 硬件置 “1”，如果再发送,必须用软件再清零。,RI:接收中断标志位。接收前,必须用软件清零,接 收过程中RI保持零电平，接收完一帧数据后由 片内硬件自动置“1”。如果再接收必须用软件清 零

7、。,17,专业分享,SM2:多机通信控制位 主要用于方式2、3。在不同串口工作方式下，通过控制SM2，可以实现多机通信。 SM2作用: 在方式2,3中，发送机SM2=1(程序设置). 接收机SM2=1,若RB8=1,激活RI,引起接收中断RB8=0,不激活RI,不引起接断。SM2=0,无论RB8=1还是RB8=0均激活RI引起接收中断。在方式 0 中, SM2应置为0。,在方式1中, 当接收时SM2=1, 则只有收到有效停止位 才激活RI。,18,专业分享,串行口方式1编程与实现,串行口工作方式1数据形式： 10位数据，1位起始位（0），8位数据位（最低位在前，最高位在后），1位停止位（1）。

8、帧之间可有空闲也可无空闲。 数据输出时序图：,19,专业分享,数据输入时序图：,串口初始化设置：确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）计算T1的初值，装载TH1，TL1；启动T1（编程TCON中的TR1位）确定串行口工作方式（编程SCON寄存器）串行口工作在中断方式时，进行中断设置（编程IE，IP寄存器）,20,专业分享,#include #define uchar unsigned char uchar a,flag; void init() TMOD=0 x20; /设置定时器 1 为模式 2 TH1=0 xfd; /装初值设定波特率 TL1=0 xfd; TR1=1; /启动定时器 SM0=0; /串口通信模式设置 SM1=1; REN=1; /串口允许接收数据 EA=1; /开总中断 ES=1; /开串行中断 ,串口初始化程序分析,21,专业分享,void main() init(); while(1) if(flag=1) /如果有数据则进入这个语句 ES=0; /进入发送数据时先关闭串行中断 flag=0; SBUF=a; /将数据原样发回 while(!TI); /等待数据发完 TI=0; ES=1; /退出进再开串行中断