第5章串行口与通信 4本章学习目标: 了解并行通信与串行通信的含义 曾理解波特率的概念,学会波特率的计算方法 的能按要求正确设置特殊功能寄存器ScON和PcON的 SMOD位 曾能区分串行口的4种工作方式,熟悉方式1、方式2、方 式3程序的编制方法 曾知道RS232C、RS422A和RS485基本性能 曾理解双机通信和多机通信的基本过程 能读懂教材中的控制实例,学会编写同等难度的控制程 序 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
本章学习目标 ： 了解并行通信与串行通信的含义 理解波特率的概念，学会波特率的计算方法 能按要求正确设置特殊功能寄存器SCON和PCON的 SMOD位 能区分串行口的4种工作方式， 熟悉方式1、方式2、方 式3 程序的编制方法 知道RS-232C、RS-422A和RS485 基本性能 理解双机通信和多机通信的基本过程 能读懂教材中的控制实例，学会编写同等难度的控制程 序 第5章 串行口与通信
5.1串行通信的基础知识 在实际应用中，80C51单片机经常要与外设进行信息交换； 单片机与单片机之间或单片机与计算机之间往往也要交换信息， 这些信息交换都可以称为通信。 数据通信的传输方式：并行通信和串行通信 并行通信：数据的各位同时送出。占用I/O多，速度快。 串行通信：数据的各位逐位送出。线路简单，速度慢。 发送设备 >>>>>>> 0 接收设备 发送设备 接收设备 应答 询问 (a)并行通信 (b)串行通信 传送数据11010010B时并行通信和串行通信的示意图。 “十一五”国家级规划教材（高职高专） 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
5.1串行通信的基础知识 在实际应用中，80C51单片机经常要与外设进行信息交换； 单片机与单片机之间或单片机与计算机之间往往也要交换信息， 这些信息交换都可以称为通信。 并行通信：数据的各位同时送出。占用I/O多，速度快。 串行通信：数据的各位逐位送出。线路简单，速度慢。 数据通信的传输方式:并行通信和串行通信 传送数据1101 0010B时并行通信和串行通信的示意图
5.1.1串行通信的制式 按照信息传送的方向,串行通信可分为3种制式。 1.单工制式 A站 B站 单工通信 2.半双工制式 发送器 接收器 单工 A站 3.全双工制式 半双工通信 发送器 「发送器 接收器 接收器 b半双工 盘站 B站 全双工通信 发送器 接收器 接收器 发送器 全双工 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
5.1.1串行通信的制式 按照信息传送的方向，串行通信可分为3种制式。 1．单工制式 2．半双工制式 3．全双工制式
51.2串行通信的方式 串行通信有两种基本的通信方式:同步通信与异步通信。 异步通信( Asynchronous Communication) 在异步通信中,数据通常是以字符(或字节为单位组成 字符帧传送的。字符帧由发送端逐帧发送,接收端逐帧接收。 发送端和接收端由各自的时钟来控制。这两个时钟源可以彼 此独立、互不同步。 在帧格式中,一个字符由4个部分组成:起始位、二进 制数据位、奇偶校验位和停止位。下图给出了典型的异步帧 格式。 起始位L2D “原址 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
5.1.2串行通信的方式 串行通信有两种基本的通信方式：同步通信与异步通信。 1.异步通信(Asynchronous Communication) 在异步通信中，数据通常是以字符(或字节)为单位组成 字符帧传送的。字符帧由发送端逐帧发送，接收端逐帧接收。 发送端和接收端由各自的时钟来控制。这两个时钟源可以彼 此独立、互不同步。 在帧格式中，一个字符由4个部分组成：起始位、二进 制数据位、奇偶校验位和停止位。下图给出了典型的异步帧 格式
51.2串行通信的方式 2.同步通信( Synchronous Communication) 同步通信在发送一组数据时,只在开始用1~2 个同步字符作为双方取得同步的号令,然后连续发 送整组数据。不像异步通信那样将字符一个一个地 分开来传送。格式下图所示。 同步字符1 同步字符2 数据1 数据2 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
5.1.2串行通信的方式 2．同步通信（Synchronous Communication） 同步通信在发送一组数据时，只在开始用1～2 个同步字符作为双方取得同步的号令，然后连续发 送整组数据。不像异步通信那样将字符一个一个地 分开来传送。格式下图所示
51.3串行通信的传输速率 所谓传输速率就是指每秒传输多少位, 传输速率也称波特率(bps)。 如果数据传送的速率是120帧秒,每个 帧包含10位,则波特率为10×120=1200 bps,于是每位传送的时间 T=11200=0833ms 标准波特率系列为110、300、600、 1200、1800、2400、4800、9600和 19200bps。 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
5.1.3串行通信的传输速率 所谓传输速率就是指每秒传输多少位， 传输速率也称波特率（bps）。 如果数据传送的速率是120帧/秒，每个 帧包含10位，则波特率为 10×120=1200 bps，于是每位传送的时间 T=1/1200=0.833ms 标准波特率系列为110、300、600、 1200、1800、2400、4800、9600和 19200bps
5.1.4调制解调器( MODEM又称猫) 在进行远程异步串行数据通信时,二进 制的数据位在传输时会出现畸变,可以利用 调制解调器解决这个问题。 利用调制解调器进行数据远距离串行通 信的过程如下图所示。 数字信号 模拟信号 数字信号 10010 110010 计 弱 MW气几 CRT 算机 终端 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
5.1.4调制解调器（MODEM 又称猫） 在进行远程异步串行数据通信时，二进 制的数据位在传输时会出现畸变，可以利用 调制解调器解决这个问题。 利用调制解调器进行数据远距离串行通 信的过程如下图所示
52串行口的基本结构和工作方式 521串行口的基本组成 发送缓冲器SBUF只 SBUF TXD (P3.1) 能写入不能读出。 发送控制器TI 一个地址99H。 CPU 波特率发生 串行口中断 器T 接收缓冲器SBUF只 接收控制器RI 能读出不能写入。 SBUF 移位寄存器 RXD (P3.0) 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
5.2串行口的基本结构和工作方式 5.2.1串行口的基本组成 全双工的串行通信 口，可同时接收和 发送。 接收和发送缓冲器 SBUF在物理上共用 一个地址99H。 发送缓冲器SBUF只 能写入不能读出。 接收缓冲器SBUF只 能读出不能写入
52.2串行口的特殊功能控制寄存器 与串行口有关的特殊功能寄存器有SBUF、 ScoN、PCoN,与串行口中断有关的特殊功能 寄存器有I、IP 1.串行口发送/接收缓冲器SBUF(99H) 2.串行口控制寄存器ScoN ScoN的各位的定义和功能如下 sCO,7,6.5,4 98H2 SMOP SM1+ SM22 RENa TB8 RB82 TI+ RIP 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
5.2.2串行口的特殊功能控制寄存器 与串行口有关的特殊功能寄存器有SBUF、 SCON、PCON，与串行口中断有关的特殊功能 寄存器有IE、IP. 1．串行口发送/接收缓冲器SBUF（99H） 2．串行口控制寄存器SCON SCON的各位的定义和功能如下：
sCO,7,6.5,4 98HP SMOP SM1+ SM2+ RENa TB8+ RB8+ TI RIA >SM0、SM1:串行口工作方式选择位(内容见52.3节) ≯SM2:多机通信控制位。具体用法见5.3.3节。 REN:串行接收允许位。由软件置1或清0。软件置1时,串行 口允许接收,清0后禁止接收 TB8:在方式2和方式3中是发送的第9位数据。 RB8:在方式2和方式3中是接收的第9位数据。 Tl:发送中断标志位。发送结束时由硬件置位。该位必须用软 件清零。 Rl:接收中断标志位。结束接收时由硬件置位。该位必须用软 件清零 十一五国家级规为教材(高职高专) 高等教育出版社 HIGHER EDUCATION PRESS
➢SM0、SM1： 串行口工作方式选择位（内容见5.2.3节）。 ➢SM2： 多机通信控制位。具体用法见5.3.3节。 ➢REN： 串行接收允许位。由软件置1或清0。软件置1时，串行 口允许接收，清0后禁止接收。 ➢TB8： 在方式2和方式3中是发送的第9位数据。 ➢RB8： 在方式2和方式3中是接收的第9位数据。 ➢TI： 发送中断标志位。发送结束时由硬件置位。该位必须用软 件清零。 ➢RI： 接收中断标志位。结束接收时由硬件置位。该位必须用软 件清零