第7章串行通信 本章要点： ■串行通信基本知识 ■MCS-51单片机的串行口及控制寄存器 ■MCS-51单片机的串行通信
第7章 串行通信 本章要点： n 串行通信基本知识 n MCS-51单片机的串行口及控制寄存器 n MCS-51单片机的串行通信
第7章 串行通信 7.1串行通信基础知识 7.2MCS51单片机的串行口及控制寄存器 7.3MCS-51单片机的串行通信
第7章 串行通信 7.1串行通信基础知识 7.2MCS-51单片机的串行口及控制寄存器 7.3MCS-51单片机的串行通信
7.1串行通信基础知识 计算机的数据传送共有两种方式：并行数据传送和串行数据传送。 并行数据传送的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率 高。但并行数据传送有多少数据位就需多少根数据线，因此传送成本 高。并行数据传送的距离通常小于30米，在计算机内部的数据传送都 是并行的。 串行数据传送的特点是：数据传送按位顺序进行，最少只需一根 传输线即可完成，成本低但速度慢。计算机与外界的数据传送大多数 是串行的，其传送的距离可以从几米到几千公里
7.1串行通信基础知识 计算机的数据传送共有两种方式：并行数据传送和串行数据传送。 并行数据传送的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率 高。但并行数据传送有多少数据位就需多少根数据线，因此传送成本 高。并行数据传送的距离通常小于30米，在计算机内部的数据传送都 是并行的。 串行数据传送的特点是：数据传送按位顺序进行，最少只需一根 传输线即可完成，成本低但速度慢。计算机与外界的数据传送大多数 是串行的，其传送的距离可以从几米到几千公里
通常把计算机与其外界的数据传送称之为通信，因此我们通常所说的通 信就是指串行通信，串行通信又分为异步和同步两种方式。在单片机中使 用的串行通信都是异步方式，因此本章只介绍异步通信。 1·异步串行通信的字符格式 异步串行通信以字符为单位，即一个字符一个字符地传送。那么字符传 送的格式又是如何呢？图7-1就是一个字符的异步串行通信格式。 数数 数奇停停 据据 e0eg。eeee。年0。。0g 据偶止止 起位位 位位位位起 始(0)(1) (n-1) Mark 始 位 0000e0000000年●0 位 Space 位时间
通常把计算机与其外界的数据传送称之为通信，因此我们通常所说的通 信就是指串行通信，串行通信又分为异步和同步两种方式。在单片机中使 用的串行通信都是异步方式，因此本章只介绍异步通信。 1． 异步串行通信的字符格式 异步串行通信以字符为单位，即一个字符一个字符地传送。那么字符传 送的格式又是如何呢？图7-1就是一个字符的异步串行通信格式。 数 据 位 （n-1） 位时间 数 据 位 （0） 起 始 Mark 位 Space 数 据 位 （1） … … … … … … 帧 … … … … … … 起 始 位 停 止 位 停 止 位 奇 偶 位
对异步串行通信的字符格式作如下说明： (1)在这种格式标准中，信息的两种状态分别为mark和space标志 。 其中“mark”译为“标号”，对应逻辑“1”状态。在发送器空闲时， 数据线应保持在mark状态；“space”?译为“空格”，对应逻辑“0”状态 (2)起始位。发送器是通过发送起始位而开始一个字符的传送。起 始位使数据线处于“space?”状态 (3)数据位。起始位之后就传送数据位。在数据位中，低位在前( 左)，高位在后（右）。由于字符编码方式的不同，数据位可以是5、6 、7或8位。 （4)奇偶校验位。用于对字符传送作正确性检查，因此奇偶校验位 是可选择的，共有3种可能，即奇校验、偶校验和无校验，由用户根据 需要选定。 (5)停止位。停止位在最后，用以标志一个字符传送的结束，它对 应于mark状态。停止位可能是1、1.5或2位，在实际应用中根据需要确 定
对异步串行通信的字符格式作如下说明： （1）在这种格式标准中，信息的两种状态分别为 mark和 space标志 。其中“mark”译为“标号”，对应逻辑“1”状态。在发送器空闲时， 数据线应保持在mark状态；“space”译为“空格”，对应逻辑“0”状态 。 （2）起始位。发送器是通过发送起始位而开始一个字符的传送。起 始位使数据线处于“space”状态 （3）数据位。起始位之后就传送数据位。在数据位中，低位在前（ 左），高位在后（右）。由于字符编码方式的不同，数据位可以是5、6 、7或8位。 （4）奇偶校验位。用于对字符传送作正确性检查，因此奇偶校验位 是可选择的，共有3种可能，即奇校验、偶校验和无校验，由用户根据 需要选定。 （5）停止位。停止位在最后，用以标志一个字符传送的结束，它对 应于mark状态。停止位可能是1、1.5或2位，在实际应用中根据需要确 定
(6)位时间。一个格式位的时间宽度。 (7)帧(frame)。从起始位开始到停止位结束的全部内容称之为 一帧，帧是一个字符的完整通信格式，因此也就把串行通信的字符格 式称之为帧格式。 异步串行通信是一帧接一帧进行的，传送可以是连续的，也可以是 断续的。连续的异步串行通信，是在一个字符格式的停止位之后立即 发送下一个字符的起始位，开始一个新的字符传送，即帧与帧之间是 连续的。而断续的异步串行通信，则是在一帧结束之后并不一定接着 传送下一个字符，不传送时维持数据线的mark状态，使数据线处于空 闲。其后，新的字符传送可在任何时刻开始，并不要求整数倍的位时 间
（6）位时间。一个格式位的时间宽度。 （7）帧（frame）。从起始位开始到停止位结束的全部内容称之为 一帧，帧是一个字符的完整通信格式，因此也就把串行通信的字符格 式称之为帧格式。 异步串行通信是一帧接一帧进行的，传送可以是连续的，也可以是 断续的。连续的异步串行通信，是在一个字符格式的停止位之后立即 发送下一个字符的起始位，开始一个新的字符传送，即帧与帧之间是 连续的。而断续的异步串行通信，则是在一帧结束之后并不一定接着 传送下一个字符，不传送时维持数据线的mark状态，使数据线处于空 闲。其后，新的字符传送可在任何时刻开始，并不要求整数倍的位时 间
2.异步串行通信的信号形式 虽然都是串行通信，但近程的串行通信和远程的串行通信在 信号形式上却有所不同，因此对近程、远程两种情况分别加以 说明。 (1)近程通信 近程通信又称本地通信。进程通信采用数字信号直接传送形 式，即在传送过程中不改变原数据代码的波形和频率。这种数 据传送方式称之为基带传送方式。图7-2为两台计算机近程串 行通信的连接和代码波形图
2． 异步串行通信的信号形式 虽然都是串行通信，但近程的串行通信和远程的串行通信在 信号形式上却有所不同，因此对近程、远程两种情况分别加以 说明。 （1）近程通信 近程通信又称本地通信。进程通信采用数字信号直接传送形 式，即在传送过程中不改变原数据代码的波形和频率。这种数 据传送方式称之为基带传送方式。图7-2为两台计算机近程串 行通信的连接和代码波形图
寄存器 串行接口 TTL 电平 计算机A RS-232C电平标准 寄存器 串行接口 TTL 电平 计算机B
从图中可见，计算机内部的数据信号是TTL电平标准，而通 信线上的数据信号却是RS-232C电平标准。然而，尽管电平标 准不同，但数据信号的波形和频率并没有改变。近程串行通信 只需用传输线把两端的接口电路直接连起来即可实现，既方便 又经济。 (2)远程通信 在远程串行通信中，应使用专用的通信电缆，但出于经济考 虑也可以使用电话线作为传输线。如图7-3所示
从图中可见，计算机内部的数据信号是TTL电平标准，而通 信线上的数据信号却是RS-232C电平标准。然而，尽管电平标 准不同，但数据信号的波形和频率并没有改变。近程串行通信 只需用传输线把两端的接口电路直接连起来即可实现，既方便 又经济。 （2） 远程通信 在远程串行通信中，应使用专用的通信电缆，但出于经济考 虑也可以使用电话线作为传输线。如图7-3所示
数字信号 模拟信号 T v继∽ 数字信号 计算机 MODEM MODEM 计算机 电话线 RS232C标准 RS232C标准