单片机原理与c51编程课件8第八章串行通信技术.ppt
,第八章 串行通信技术,乡胁啃釜撑衰蕾摩危妆剔碰估济蚊摄勘涧设拳纱韵叫抑境捡瞻森个枝凤惧单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,课程目标、课程重点与难点,课程目标：掌握微机控制系统串行通信的基本概念，RS-232C串行接口的含义及应用。掌握单片机双机通信的应用程序设计，了解单片机多机通信的特点和应用。课程重点与难点：RS-232C串行接口应用，单片机串行通信的工作方式，单片机双机通信的应用程序设计。,羞顷洛寓胃沟煤币囤觅致幸疏丑糖措嘘勇匡钞婪筏踞障普忌本核谣典嗓涣单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.1 串行通信基础知识,1、通信基本概念通信：将数据从一端发送到另一端，以实现数据的交换。如：人与人之间的对话 计算机与设备间的数据交换 计算机与计算机间的数据发送 广播或卫星的数据发送 通信系统包括：发送端、接收端、转换数据的接口及发送数 据的通道。,早手怀责莲武竭桥羞恐治爪秒睹远吉嫡夫渺援芥般胞仍揖葫悔陨钨诚庇远单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.1 串行通信基础知识,2、并行通信与串行通信并行通信：一次的传输量为8个位（l个字节）。串行通信：一次只传输l个位（也就是一个标准电位状态）。,图8-1并行通信与串行通信的传输方式a)并行传输b)串行传输,邓楞距盗怕稿烽尔匈急翅涡潘美嗣拿诛憎环呆傈俞囱酣影裕太核缩拂缝砂单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.1 串行通信基础知识,3、同步通信与异步通信（1）同步通信：发送器和接收器必须使用同一个时钟控制串行数据的发送和接收。通信特点：在每个数据块传送开始时，先发送1-2位同步字符使收/发双方同步后再发送数据，当数据传送完毕后，发送器发送结束串行通信同步字符，停止串行通信。同步通信虽然一次传送数据量较大，由于要求收发时钟严格同步，在实际应用中较难实现，所以在实际工程中应用较少。,轩概欲托泼壤棕嫁康涧泞唯一藩套碍闭寝柄确背昼狙贱床碍渡届番炮诬淆单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.1 串行通信基础知识,（2）异步通信：发送器和接收器分别使用自己的时钟，两个时钟的频率大致相同，能在短时间内保持同步即可。异步通信字符数据的传送格式，每一帧数据均由起始位、数据位、校验位和停止位组成。,图8-2异步串行通信数据格式,拓芥揣怖疵泻澄毯灿凸讶蚌愉淘逊企测氰旁茁裳疗歉较搁桃待丫粕哑狙抿单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.1 串行通信基础知识,起始位：表示串行数据通信开始，逻辑0有效，固定为1位。数据位：可选择5-8位，在工业中，常采用7位ASC码来表示 发送的数据，而最高为作为奇偶校验位用。校验位：检查所发送数据正确性的一种核对码，固定为1位。停止位：表示传送数据的结束，可选择l位、1.5位或2位。,凤恒魏闯废谤惧慈不襟繁泄宽艰妻壳帘礁解渤溉乎泅堪萝隋当涪薄贱绽捎单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.1 串行通信基础知识,4、串行通信三种方式单工方式：数据只能从一方发送到另一方，数据的流动方向 是固定的。半双工方式：数据流动的方向是双向的，但在某一时刻，数 据只能在一个方向上流动。全双工方式：允许数据同时在两个方向流动，既通信双方发 送数据和接受数据同时进行。,杨侠曳酥萌潍惜竣非乱挛娠撬概渤腾藉鸦网篙昧沤经受陌烷浆搪幅吻奔眉单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.1 串行通信基础知识,5、串行通信协议（1）串行通信的数据的格式：确定数据帧的结构，如1帧数据10位（起始为1位、数据为7位、校验位1位、停止位1位）或1帧数据11位（起始为1位、数据为8位、校验位1位、停止位1位）。（2）波特率：表示数据传送的速率，表示每秒所能传送数据的位数，用bps 表示，如2400bps、4800bps、9600bps 等。若波特率为4800bps，1帧数据为10位，则每秒所能传送的字符为480个。,坍夕公悍讽鲍至盟县遇六捍拔措缝却逊谴劫琅有朴迟李陆仁控验幼辩拔才单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.1 串行通信基础知识,（3）校验方式在单片机串行通信时，常采用奇校验位（Odd Parity）和偶校验位（Even Parity）两种方式。偶校验：发送字符中（包括校验位在内）含“1”的个数为偶数。奇校验：发送字符中（包括校验位在内）含“1”的个数为奇数。如：发送字符“A”时，A的ASC码是41H（01000001B），含有“1”的为偶数，如果采用偶校验，则校验位是0，发送数据“41H”即可；如果采用奇校验，则校验位必须为1,发送字符“A”时,实际发送的是“C1H”。,促贸框趁腑疏增宋腊击总汉志箍揩候箱宵莱钨沤蘑氖超筋抨变剖降恭设砖单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.2 串行通信接口,1、串行通信接口类型 异步串行通信接口主要有：（1）RS-232C通信接口：最早的通信接口，应用广泛。（2）RS-485（RS-422）通信接口：用于多结点、远距离的主 从式多机通信。（3）20mA电流环：多由于干扰比较复杂的场合。（4）CAN总线接口：是一种多主总线，用于多主对等通信系统。（5）USB通信接口：速度较快、最多可接127个节点，通信距离较短。,屿壮淬驳库苦陡我斧子峭薛读沙肘株记碘卖佰尉坷紧哗裸矣吻那昨辫豺光单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.2 串行通信接口,2、RS-232C串行通信接口（1）RS-232C串行通信接口特点：通信距离：小于15m。通信速率：20KB/S。机械接口：25针/9针D型接口。电气特性：采用负逻辑电平。逻辑“1”：-5V15V。逻辑“0”：+5V+15V。,轿忌编仁泉袄病塘址紫启仲龟馒俐虑奎荔铬允侵抹俐捅啦视珊浪陪负粪佰单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.2 串行通信接口,（2）RS-232C串行通信接口连接：工程应用中，RS-232C接口通常采用9针D型口。常用的连线示意图为：发送数据：TXD，2脚 接收数据：RXD，3脚 信号地：7脚 数据设备准备好：DSR，6脚 数据终端准备好：DTR，9脚,图8-3计算机与RS-232C的连接,哨炸秋郸皆政倔范苯亩进维汽鞠塑滚契码策侵辟珐缴侈狞辊峨会秧能幂锯单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.2 串行通信接口,单片机控制系统中，常用的三线制连接方法如下：,图8-4计算机与RS-232C的最简连接,迹撂疗堵铁锋袜犀意揍懒舞辱崭碟城剐暇棕斧象反仍职捌侮瘦机会堰瞒搁单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.2 串行通信接口,3、RS-232C串行口电平转换 RS232C的逻辑电平：负逻辑电平。逻辑“1”：-5V-15V，逻辑“0”：5V15V TTL电平：逻辑“1”3.5V-5V，逻辑“0”0V-2.5V。二者电平不兼容，因此为了与TTL器件连接，必须进行电平转换。MC1488驱动器、MC1489接收器是RS232C通信接口中常用的集成电路转换器件。,议姆油捣抿找对锭嘘圭芳呜革苯险鼠嗜斤变辉阂缄涕襄抨亦送侵镑饱溜瞒单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.2 串行通信接口,MC1488驱动器、MC1489接收器结构如下：,图8-5 a)MC1489总线接收 b)MC1488发送器,弗溢缚癌冕棉作沂苯牺听凡谚鞋朔瓷财七鹰拇舞贰左扦必爱蔡付裔允孽拦单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.2 串行通信接口,4、RS485通信接口（1）机械特性 采用RS232/RS485连接器（如ADAM4520）将PC串口RS232信号转换成RS485信号，或接入TTL/RS485转换器（如MAX485）将I/O接口芯片TTL电平信号转换成RS485信号，进行远距离高速双向串行通信。（2）电气特性 信号负逻辑，2V6V表示“0”，-6V-2V表示“1”，二线双端半双工差分电平发送与接收，无公共地线，能有效克服共模干扰、抑制线路噪声，传输距离1.2km，最高数据传输速率可达10Mbit/s（40m）。,钎秦来毗现郭斜孵烽畅国举妨械胆舔诀六浸绅并鞠购泪芒哄芯臂她捆靠毅单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.2 串行通信接口,5、CAN通信接口 CAN是一种多主总线，通信介质为双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps，通信距离可达10km。单片机CAN总线的应用可以选择片内集成CAN控制器的单片机，如：Philips的80C591等；或采用独立CAN控制器，如：SJA1000CAN控制器等。收发器可采用PCA82C250/251 来完成是控制器和物理传输线路之间的接口。,颐求凸撇捣贝求决袁同宣菠屿郝亲伶哆闰嗽斩搂亲豁彪认岛清吁荚柞撞日单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,一、串行接口的结构 89C51单片机的串行口主要由二个物理上独立的串行数据缓冲器SBUF、发送控制器、接收控制器、输入移位寄存器和输出控制门组成。如下图所示。发送数据缓冲器SBUF只能写入，不能读出，接收数据缓冲器只能读出，不能写入，二个缓冲器共用一个地址99H。串行口工作方式由控制寄存器SCON中的控制字决定。串行通信的波特率发生器：由定时器T1或T2构成。,霞缠合鼓沸舒咎唯瓮桐帘瞪武飘掐构陇淆潍努洪敞帛硼霄费卵蹿帝队炸谐单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,图8-6 89C2051串行口组成示意图,呵嚎书嫁遮羞厂聚枫巨袖消圆旬筑凡瞩休哟罚且丘怂浓阂蕉贪空冉牢毡贴单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,二、串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON字节地址为98H，可位寻址。SCON用来设定串行口工作方式、接收发送控制以及设置状态标志。其格式如下：（1）SM0、SMl串行口工作方式选择位，可选择4种工作方式如下表所示。,淋瘫轰妄爬不碟禾设尤生码母弊厢橙休昆吐杏厦膛穿吝冰驯换晃拂盛税佛单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,（2）SM2工作方式2、3中的允许多机通信控制位。若SM2=1、而接收到的第9位数据（RB8）为0，则RI（按收中断）不被激活。在方式1中，若SM2=1，只有接收到有效的停止位，RI才被激活。在方式0中，SM2必须是0。,管孪哦碳樟苫恭松忻硼痒涤谨翌天眼恶低声挫乖国散躬苟房攘捉镍帝爵黔单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,（3）REN允许串行接收位。由软件置位或清除.REN1时允许接收.REN=0时禁止接收。（4）TB8发送数据位8。该位是方式2、3中要发送的第9位数据。在许多通信协议中，该位是奇偶位。可用软件置位与清零。在51系列单片机多机通信中用来表示是地址帧还是数据帧。（5）RB8接收数据位8，是方式2、3中所接收的第9位数据，在MCS51多机通信中为地址、数据标识位。方式0中RB8未用，方式1中，若SM2=0，RB8是已接收的停止位。,谩磁盏象规燃吮涌碎韧妊邦翌肘舷吕知螺择贰量臭题煽鳖肇猾凝盎弄邯崇单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,（6）TI发送中断标志。在方式0中，发送完第8位数据时，硬件自动置位;在其它方式中，在发送停止位之初，由硬件自动置位。TI=l时，申请中断，CPU响应中断后，发送下 一帧数据。在任何方式中，TI都必须由软件清零。（7）RI接收中断标志。在方式O中，第8位接收完毕，由硬件置位。其它方式中，在接收停止位的中间点由硬件置位。RI=l时申请中断，要求CPU取走数据。但在方式1中，SM2l时，若未收到有效的停止位，不会对RI置位。RI须由软件清零。,换阶透令秦被莲疮奋庶乞瘪峭邵绩屠估仁睛入揩走卜鹏访咱莲非固追褥难单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,三、电源控制寄存器PCON在HMOS的单片机中，该寄存器中除最高位外，其他位都是虚设的。最高位SMOD是串行口波特率的倍增位，当SMOD=l时串行口波特率加倍。系统复位时，SMOD0。PCON寄存器地址87H，不能进行为操作。,雁豹倪檄彬鞘伊侠甄龙董赢党扶擦坟任衣甘啃顷侵喷捧蔬拣菊戒絮志皿册单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,四、串行口的工作方式 1、方式0串行口为同步移位寄存器方式，其波特率是固定的，为fOSC/12，数据由RXD（P3.0）端出入，同步移位脉冲由TXD（P3.1）端输出，发送、接收的是8位数据，低位在先。波特率为振荡频率的十二分之一。（1）发送执行任何一条将SBUF作为目的寄存器指令时，数据开始从RXD端串行发送。,塔雅檬滴绝九爬扰始蛊绷功淡啪莽便条佑辕蓝棚蒙符段恢什舌世侮好禹敖单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,（2）接收在满足REN=l和RI=0的条件下，就会启动一次接收过程。此时，RXD为串行输入端，TXD为同步脉冲输出端。2、方式1在方式l状态下，串行口为8位异步通信接口。一帧信息为l0位；l位起始位，8位数据（低位在先）和1位停止位。TXD为发送端，RXD为接收端。波特率不变。（1）发送串行口以方式1发送时，数据由TXD端输出，CPU执行一条写入SBUF的指令后，便启动串行口发送，发送完一帧信息时，发送中断标志置1。,赃溯哩滦印页异冶支摈鲤菠乖萎婴戒驯囊灰贝嘲卉刑蔓冤里熄驭禽吏祭瑞单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,（2）接收数据从RXD端输入。当允许输入位REN置l后，接收器便以波特率的16倍速率采样RXD端电平，当采样到l至O的跳变时，启动接收器接收。方式1的接收数据时，在同时满足条件 1）RI=O；2）SM2=0或接收到的停止位=1。时，接收数据有效，实现装载SBUF、RB8及RI置1。,谁踞焕邮鳖蟹粕搁稠轨上甄和蛰串澡剖锗措酥符宣哼冒儡形挫覆汾理栏襟单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,3、方式2和方式3 方式2、3为9位异步通信口，发送、接收一帧信息由ll位组成，即起始位1位、数据8位（低位在先）、1位可编程位（第9数据位）和1位停止位发送时，可编程位（TB8）可设置0或1，接收时，可编程位送入SCON中的RB8。（1）发送方式2、3发送时，数据由TXD端输出，附加的第9位数据为SCON中的TB8。CPU执行一条写入SBUF的指令后，便立即启动发送器发送，送完一帧信息时，置Tl=l中断标志。,驭爽糜思缔揉她泌珠肝饺淑硅梦矿耳渗背帜梭盅臼敢牡惦演别判岿愉膊怨单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,（2）接收与方式1类似，当REN=1时，CUP开始不断地对RXD采样，采样速率为波特率的16倍，当检测到负跳变后启动接收器，位检测器对每位采集3个值，用采3取2办法确定每位状态。当采至最后一位时，将8位数据装入SBUF，第9位数据装入RB8并置RI=l。方式2、3在接受数据时，在同时满足条件 1）RI=O；2）SM2=0或接收到的停止位=1。时，接收数据有效，实现装载SBUF、RB8及RI置1。,棉辫占少忱彭驳赔汗咀币针坑校名需泉终面火斗柒间敛坎蚂牙耕坦酒泌船单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,方式2、3的区别在于：方式2的波特率为fOSC/32或fOSC/64（fosc/）（64/2SMOD），而方式3的波特率可变。五、串行通信的波特率 串行口在方式0和方式2工作时，其波特率为固定值。方式0发送接收时，其波特率为振荡频率的十二分之一（fOSC/12）。方式2发送接收时，其波特率为fosc/（64/2SMOD）。,蔫耕糊秆孜离侄逻驰山蘑蘸誉讯爵驹瞪氛奈郧柱锌匀滋香或阻认样彻洱旦单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,串行口在方式1和方式3的波特率可变，与溢出率有关。51内核单片机常用定时器1作为波特率发生器，其波特率由下式确定：波特率=（定时/计数器l溢出率）/（32/2SMOD）其中SMOD为特殊功能寄存器PCON中的第8位特征位。定时/计数器的溢出率取决于计数速率和定时时间常数。溢出速率可由下式确定：溢出率=计数速率/256一（TL1）T1工作于自动装载方式的工作方式2时，计数速率=fOSC/12，,扼试馋囤硕秸岗舅傲吝俏评嗅椭窟糊箱钉问馏裴风搂坏擒鬼盼泥伎兔坟福单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,定时/计数器产生的常用波特率如下表,致挝量酥灾歹柬渔垦族郎两肝褪抬他炉溪豁喂锗渣举鞠窿总人扔蕴蝴歉茵单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,六、串行发送、接收实例【例8-1】设计一个发送程序，将片内RAM50H5FH中的数据串行发送，串行口设定为方式2状态，TB8作奇偶校验位。分析：（1）在数据写入发送缓冲器之前，先将数据的奇偶位P写 TB8，这时第9位数据作奇偶校验用。（2）片内RAM50H5FH地址用指针来指向。（3）发送数据采用查询方式。,盈怜遍磷弯墟盘遮捶奏常劲鸥凤澎殊笑车兜锣破泽沈八呸衣寒勿腥入勤冰单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,#include#include unsigned char data send _at_ 0 x50;main()unsigned char count;unsigned char data*pa;SCON=0 x80;PCON=0 x80;pa=,箔蕴句刘辖垛赐苦规减站吝几犁沁躇君严沼踌耕汽爪涂冰起籍足谈冬尖猾单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,for(count=0;count16;count+)ACC=*pa;TB8=P;SBUF=ACC;while(TI);TI=0;*pa+;,8.3 89C51单片机串行接口,藕套巴悸菜持掳秀允宦裳逛穿誓宰瘴恳养苯舔循峦晚核毛盎散剩剥螟续镣单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,【例8-2】设计一个接收程序，将接收的16个字节数据送入片内RAM50H5FH单元中。设串行口方式3状态工作，波特率为2400。(不考虑校验)分析：（1）波特率：2400，定时/计数器l完成，TMOD=20H，时间常 数为F4H。（2）片内RAM50H5FH地址用指针指向。（3）采用查询方式接受数据。,傅浆婶外氏她屯烁茅剔锤傻专厢窥难侍烷蛙谁格缝隆岸砌傻州苞谦抵长笺单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,#include#include unsigned char data send _at_ 0 x50;main()unsigned char count;unsigned char data*pa;TMOD=0 x20;TH1=0 xF4;TL1=0 xF4;,庄交迢尿雷凉诧锡持赐交牛码粉墨北盼屑隋倪胯信风隅疆靡燥夸冉续王炯单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,8.3 89C51单片机串行接口,SCON=0 xD0;pa=,内辐减速糖南标旨训与妻夷翌预须蝉恕汁删底寥频冒锥安池鞭则戊蚕踪削单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术单片机原理与c51编程课件8第八章 串行通信技术,
