第5_1章 串行接口_2015
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1、单片机及接口技术第第5 5章章 串行接口概述串行接口概述 P114 P114单片机及接口技术51-2 5.1.1 5.1.1 概述概述 数据通信方式数据通信方式有两种：并行通信与串行通信；有两种：并行通信与串行通信；并行通信：并行通信：所传送数据的各位所传送数据的各位同时同时发送或接收。发送或接收。 特点：特点： 速度快，成本高，适合近距离传输。速度快，成本高，适合近距离传输。 如计算机并口，打印机。如计算机并口，打印机。 计算机计算机计算机计算机或或外设外设D0D1D2D3D4D5D7D6GNDD0D1D2D3D4D5D7D6GND单片机及接口技术51-3 5.1.1 5.1.1 概述概述串
2、行通信：串行通信：所传送数据的各位按顺序所传送数据的各位按顺序一位一位一位一位地发送或接收。地发送或接收。 如：如：只需只需2 2根数据，根数据，1 1根地线，共根地线，共3 3根即可实现双向通信。根即可实现双向通信。 特点：特点：成本低，硬件方便，适合远距离通信，成本低，硬件方便，适合远距离通信， 传输速度低传输速度低 。 如：如：RS-232C ,RS-485RS-232C ,RS-485计算机计算机计算机计算机或或外设外设GNDTXDRXDGNDRXDTXD100101110010110 0单片机及接口技术51-4 通信协议：通信协议：通信的双方的通信约定，什么时候开始发送，什通信的双方
3、的通信约定，什么时候开始发送，什么时候发送完毕，同步方式，纠错方式；么时候发送完毕，同步方式，纠错方式； 帧：帧：串行通信一次完整的通信过程。串行通信一次完整的通信过程。 从开始到结束的数据称从开始到结束的数据称一一帧数据帧数据。 串行通信的分类串行通信的分类：按帧信息的：按帧信息的格式格式分分同步通信同步通信和和异步通信。异步通信。 异步串行通信一异步串行通信一帧数据格式：帧数据格式： 1、同步和异步通信方式、同步和异步通信方式D0D1D2 D3 D4 D5 D6 D7P10起起始始位位数据位（数据位（58位）位）校校验验位位停停止止位位 一个一个起始位起始位0表示字符的开始，然后是表示字符
4、的开始，然后是58位数据位数据即该字即该字符的代码，规定低位在前，高位在后，接下来是符的代码，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位奇偶校验位(可省略可省略)，最后以，最后以停止位停止位1表示字符的结束。表示字符的结束。单片机及接口技术51-5优点：优点：硬件结构简单。硬件结构简单。缺点：缺点：传输速度慢。传输速度慢。P1第第n n帧帧字符字符n-1帧帧n+1帧帧0D0D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7P10起起始始位位数据位（数据位（58位）位）校校验验位位停停止止位位异步串行通信过程：异步串行通信过程：单片机及接口技术51-6同步通信同步通信 在同步通信中，用在同步通信中，
5、用同步字符同步字符( (常约定常约定1 12 2个字节个字节) )指示一帧的指示一帧的开始开始 ，由时钟来实现发送端和接收端同步。接收方一旦检测到，由时钟来实现发送端和接收端同步。接收方一旦检测到与规定的同步字符符合，下面就连续按顺序传送若干个数据与规定的同步字符符合，下面就连续按顺序传送若干个数据 ，最后最后发校验发校验字节。字节。SYN字符字符2数据数据1数据数据2.数据数据n连续传送连续传送n 个数据个数据校验校验SYN字符字符1同步通信的数据帧格式同步通信的数据帧格式特点：特点： 数据传送效率高。数据传送效率高。没有起始、结束标志，一次传送多个数据没有起始、结束标志，一次传送多个数据
6、对硬件对硬件(时钟严格同步时钟严格同步)要求较高。要求较高。单片机及接口技术51-72 2、通信方向、通信方向 按通信方向分类按通信方向分类：单工、半双工、全双工通信方式：单工、半双工、全双工通信方式 单工方式单工方式: : 只能发送只能发送/ /接收，这种单向传送方式称单工方式。接收，这种单向传送方式称单工方式。 如：如：通信的一端只有发送器，或只有接收器。通信的一端只有发送器，或只有接收器。 半双工方式半双工方式 能双向传送的通信方式称能双向传送的通信方式称双工方式。双工方式。 数据可以双向传送，但不能同时发送和接收，只能数据可以双向传送，但不能同时发送和接收，只能分时分时接收接收或发送的
7、通信方式，称为或发送的通信方式，称为半（准）双工半（准）双工 。发送器发送器甲机甲机接收器接收器乙机乙机 单片机及接口技术51-8 全双工方式全双工方式 能能同时同时发送和接收数据的通信方式称发送和接收数据的通信方式称全双工全双工。如：通信双方用两个独立的收如：通信双方用两个独立的收/发器单独连接。发器单独连接。发送器发送器甲机甲机接收器接收器发送器发送器乙机乙机接收器接收器 发送器发送器甲机甲机接收器接收器发送器发送器乙机乙机接收器接收器 如：如：每端口有一个发送器和一个接收器，通过开关连接在线路上，每端口有一个发送器和一个接收器，通过开关连接在线路上，要通过换向器转换方向。要通过换向器转换
8、方向。单片机及接口技术51-9（1 1）进行串行数据、并行数据的转换）进行串行数据、并行数据的转换 因为因为CPUCPU处理的是并行数据，处理的是并行数据，在在发送端发送端，接口将，接口将CPUCPU送出的送出的并行数据并行数据串行数据串行数据；在在接收端接收端， 将接收到将接收到串行数据串行数据并行数据并行数据，送往，送往CPUCPU处理。处理。（2 2）实现数据格式化）实现数据格式化 接口电路应实现不同接口电路应实现不同串行通信方式串行通信方式下的数据格式化任务。下的数据格式化任务。如：如：自动生成起始、终止方式的自动生成起始、终止方式的帧数据格式帧数据格式-异步方式；异步方式； 在待传送
9、的数据块前加上在待传送的数据块前加上同步字符同步字符-同步方式。同步方式。单片机及接口技术51-10（3 3）控制数据的传输速率）控制数据的传输速率 接口应具备对数据传输速率（波特率）的控制选择能力，即接口应具备对数据传输速率（波特率）的控制选择能力，即具有具有波特率发生器波特率发生器。5151系列单片机内有一个系列单片机内有一个全双工全双工的的异步异步通信接口，通过对串行接通信接口，通过对串行接口写控制字可以选择其数据格式，同时内部有口写控制字可以选择其数据格式，同时内部有波特率发生器波特率发生器，提供可选的波特率，可完成双机通信或多机通信。提供可选的波特率，可完成双机通信或多机通信。（4
