弗原創IT教育中心 第11讲串行通信 本章要点 ◆异步通信和同步通信 令串行通信波特率 令串行通信的制式 令串行通信的校验 令串行口特殊功能寄存器 串行工作方式
第11讲 串行通信 本章要点 异步通信和同步通信 串行通信波特率 串行通信的制式 串行通信的校验 串行口特殊功能寄存器 串行工作方式
弗原創IT教育中心 计算机与外界信息交换称为通信。 通信的基本方式可分为并行通信和串行通信 并行通信是数据的各位同时发送或同时接收; 串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。 并行通信优点:传送速度快 缺点不便长距离传送 串行通信优点便于长距离传送 缺点传送速度较慢
计算机与外界信息交换称为通信 。 通信的基本方式可分为并行通信和串行通信： 并行通信是数据的各位同时发送或同时接收； 串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。 并行通信优点 :传送速度快 缺点 :不便长距离传送 串行通信优点:便于长距离传送 便于长距离传送 缺点:传送速度较慢
弗原創IT教育中心 串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送 串行通信的格式及约定(如:同步方式、通讯速 率、数据块格式、信号电平.等)不同,形成 了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有: 通用异步收发器(AR)—本课程介绍的串口 通用串行总线(UB) I2总线 CAN总线 SPI总线 RS-485,RS-232C,RS422A标准…等
串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送 串行通信的格式及约定（如：同步方式、通讯速 率、数据块格式、信号电平……等）不同，形成 了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有： ☞通用异步收发器(UART )——本课程介绍的串口 ☞通用串行总线（USB ） ☞ I 2C总线 ☞CAN总线 ☞SPI总线 ☞RS-485，RS-232C，RS422A标准……等等
弗原創IT教育中心 §11-1串行通信概述 异步通信和同步通信 N-1 第N个字符(异步丰行帧) N+1 D7P10 DO 起 校停 传递方向始 数据位D0~D7 验止 位 位位 起始位、数据位、校验位和停止位。 异步通信对硬件要求较低,实现起来比较简 单、灵活,适用于数据的随机发送/接收,但因 每个字节都要建立一次同步,即每个字符都要 额外附加两位,所以工作速度较低,在单片机 中主要采用异步通信方式
§11-1 串行通信概述 一、异步通信和同步通信 串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。 1 、异步通信 异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。 异步通信数据传送按帧传输，一帧数据包含 起始位、数据位、校验位和停止位 。 异步通信对硬件要求较低，实现起来 异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简 单、灵活，适用于数据的随机发送 单、灵活，适用于数据的随机发送 /接收，但因 每个字节都要建立一次同步，即每个字符都要 一次同步，即每个字符都要 额外附加两位，所以工作速度较低，在单片机 以工作速度较低，在单片机 中主要采用异步通信方式。 中主要采用异步通信方式
弗原創IT教育中心 2、同步通信 同步通信依靠同步字符保持通信同步。 同步通信是由1~2个同步字符和多字节 数据位组成,同步字符作为起始位以触发同 步时钟开始发送或接收数据;多字节数据之 间不允许有空隙,每位占用的时间相等;空 闲位需发送同步字符。 同步字符 同步字符2 数据1 数据2 传递方向
同步通信传输速度较快，但要求有 同步通信传输速度较快，但要求有 准确的时钟来实现收发双方的严格同 准确的时钟来实现收发双方的严格同 步，对硬件要求较高，适用于成批数据 步，对硬件要求较高，适用于成批数据 传送。 2 、 同步通信 同步通信依靠同步字符保持通信同步。 同步通信是由1～2个同步字符和多字节 数据位组成，同步字符作为起始位以触发同 步时钟开始发送或接收数据；多字节数据之 间不允许有空隙，每位占用的时间相等；空 闲位需发送同步字符
弗原創IT教育中心 串行通信波特率 波特率bps( bit per second)定义: 每秒传输数据的位数,即: 1波特=1位秒(1bps) 波特率的倒数即为每位传输所需的时间 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特 率,否则无法成功地完成串行数据通信
二、串行通信波特率 波特率bps(bit per second)定义: 每秒传输数据的位数，即： 1波特 = 1位/秒（1bps） 波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 相互通信的甲乙双方必须具有 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特 率，否则无法成功地完成串行数据通信。 率，否则无法成功地完成串行数据通信
弗原創IT教育中心 串行通信的制式 串行通信按照数据传送方向可分为三种制 式 数据线 发送端 接收端 地线 单工制式 1、单工制式( Simplex) 单工制式是指甲乙双方通信时只能单向传 送数据,发送方和接收方固定
三、串行通信的制式 串行通信的制式 串行通信按照数据传送方向可分为三种制 式： 单工制式是指甲乙双方通信时只能单向传 送数据，发送方和接收方固定。 1、单工制式（Simplex）
弗原創IT教育中心 2、半双工制式( Half duplex) 发送/数据线、接收/ 接收端 发送端 地线 半双工制式 半双工制式是指通信双方都具有发送器 和接收器,既可发送也可接收,但不能同时 接收和发送,发送时不能接收,接收时不能 发送
2、半双工制式（Half Duplex） 半双工制式是指通信双方都具有发送器 是指通信双方都具有发送器 和接收器，既可发送也可接收，但不能同时 和接收器，既可发送也可接收，但不能同时 接收和发送，发送时不能接收，接收时不能 发送时不能接收，接收时不能 发送
弗原創IT教育中心 3、全双工制式(Fu1 Duplex) 全双工制式是指通信双方均设 有发送器和接收器,并且信道发送 接收/ 划分为发送信道和接收信道,接收端 发送端 因此全双工制式可实现甲乙双 方同时发送和接收数据,发送 地线 时能接收,接收时也能发送。 全双工制式 四、串行通信的校验 累加和校验是指发送方将所发送的数据块求和,并将“校验和”附加到数 据块末尾。接收方接收数据时也是先对数据块求和,将所得结果与发送 方的“校验和”进行比较,相符则无差错,否则即出现了差错。“校验和” 的加运算可用逻辑加,也可用算术加。累加和校验的缺点是无法检验出 字节位序(或1、0位序不同)的错误。 3、循环冗余码校验 (Cyclic Redundancy Check,简称CRC)
全双工制式是指通信双方均设 是指通信双方均设 有发送器和接收器，并且信道 送器和接收器，并且信道 划分为发送信道和接收信道， 为发送信道和接收信道， 因此全双工制式可实现甲乙双 全双工制式可实现甲乙双 方同时发送和接收数据 同时发送和接收数据，发送 时能接收，接收时也能发送。 时能接收，接收时也能发送。 3、全双工制式（Full Duplex） 四、串行通信的校验 四、串行通信的校验 3、循环冗余码校验 循环冗余码校验 （Cyclic Redundancy Check, Cyclic Redundancy Check,简称CRC） 1、奇偶校验 2、累加和校验 累加和校验是指发送方将所发送的数据块求和，并将“校验和”附加到数 据块末尾。接收方接收数据时也是先对数据块求和，将所得结果与发送 方的“校验和”进行比较，相符则无差错，否则即出现了差错。“校验和” 的加运算可用逻辑加，也可用算术加。累加和校验的缺点是无法检验出 字节位序(或1、0位序不同)的错误
弗原創IT教育中心 §11-280C51串行口 80C51系列单片机有一个全双工 的串行口,这个口既可以用于网络通 信,也可以实现串行异步通信,还可 以作为同步移位寄存器使用
§11-2 80C51串行口 80C51系列单片机有一个 系列单片机有一个全双工 的串行口，这个口既可以用于网络通 的串行口，这个口既可以用于网络通 信，也可以实现串行异步通信，还可 信，也可以实现串行异步通信，还可 以作为同步移位寄存器使用。 以作为同步移位寄存器使用