教学目的 ·掌握串行通信基础知识。 ·了解常用的串行通信总线标准。 掌握MCS-51单片机的串行通信的基本原理。 学习重点和难点 ·MCS-51单片机串行通信的基本原理。 ·单片机串行通信的应用
教学目的 • 掌握串行通信基础知识。 • 了解常用的串行通信总线标准。 • 掌握MCS-51单片机的串行通信的基本原理。 • MCS-51单片机串行通信的基本原理。 • 单片机串行通信的应用
第8章 串行通信 ·8.1 串行通信概述 ·8.2常用的串行通信总线 ·8.3MCS-51的串行接口 ·8.4MCS-51单片机之间的通信 ·本章小结 ·习题
第8章 串行通信 • 8.1 串行通信概述 • 8.2 常用的串行通信总线 • 8.3 MCS-51的串行接口 • 8.4 MCS-51单片机之间的通信 • 本章小结 • 习题
8.1 串行通信概述 。8.1.1 串行通信的基本方式 。8.1.2 串行通信的数据传送方式 。8.1.3 串行通信接口电路 可
8.1 串行通信概述 • 8.1.1 串行通信的基本方式 • 8.1.2 串行通信的数据传送方式 • 8.1.3 串行通信接口电路
8.1 串行通信概述 在计算机系统中，CPU与外部通信的基本方式有两种： 并行通信一数据的各位同时传送。 串行通信一数据一位一位顺序传送。 并行通信的特点：各数据位同时传送，传送速度快、效率高。 但有多少数据位就需要有多少根数据线，因此传送成本高。 在集成电路芯片的内部、同一插件板上各部件之间、同一机 箱内各插件板之间等的数据传送都是并行的。并行数据传送 的距离通常小于30米。 串行通信的特点：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。计算机与远程终端或终 端与终端之间的数据传送通常都是串行的。串行数据传送的 距离可以从几米到几千公里。 ,串行通信有同步通信和异步通信两种基本方式
8.1 串行通信概述 • 在计算机系统中，CPU与外部通信的基本方式有两种： l 并行通信——数据的各位同时传送。 l 串行通信——数据一位一位顺序传送。 • 并行通信的特点：各数据位同时传送，传送速度快、效率高。 但有多少数据位就需要有多少根数据线，因此传送成本高。 在集成电路芯片的内部、同一插件板上各部件之间、同一机 箱内各插件板之间等的数据传送都是并行的。并行数据传送 的距离通常小于30米。 • 串行通信的特点：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。计算机与远程终端或终 端与终端之间的数据传送通常都是串行的。串行数据传送的 距离可以从几米到几千公里。 • 串行通信有同步通信和异步通信两种基本方式
8.1串行通信概述 基本通信方式示意图 10101001 D D D: 计算机 Di 计算机 或外设 计算机 Dj 计算机 D6 或外设 D7 发送 控制 接收 状态， (a)并行通信 (b)串行通信
8.1 串行通信概述 发送 接收 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 控制 状态 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 计算机 或外设 计算机 计算机 计算机 或外设 (a) 并行通信 (b) 串行通信 10101001 基本通信方式示意图
8.1.1 串行通信的基本方式 1.异步通信方式(Asynchronous Communicat ion), 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。字符帧由发送端一帧一帧地发送，通过传输线被 接收设备一帧一帧地接收。发送端和接收端可以有各自的时 钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不 同步。 在异步通信中，接收端是依靠字符帧格式来判断发送端是何 时开始发送及何时结束发送。平时，发送线为高电平（逻辑 “1”),每当接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑 “0”(字符帧中起始位)时，就知道发送端已开始发送，每 当接收端接收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符信息 己发送完毕
8.1.1 串行通信的基本方式 1. 异步通信方式(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。字符帧由发送端一帧一帧地发送，通过传输线被 接收设备一帧一帧地接收。发送端和接收端可以有各自的时 钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不 同步。 • 在异步通信中，接收端是依靠字符帧格式来判断发送端是何 时开始发送及何时结束发送。平时，发送线为高电平(逻辑 “1”)，每当接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑 “0”(字符帧中起始位)时，就知道发送端已开始发送，每 当接收端接收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符信息 己发送完毕
8.1.1 串行通信的基本方式 (1) 字符帧(Character Frame) 字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停 止位等四部分组成。各部分结构和功能分述如下： 起始位：位于字符帧开头，只占一位，始终为逻辑 “0”(低电平)，用于向接收设备表示发送端开始发送一帧 信息。 2 数据位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取5位、6位、7 位或8位，低位在前高位在后。若所传数据为ASCI I字符，则 常取7位。 3 奇偶校验位：位于数据位后，仅占一位，用来表征串行通 信中采用奇校验还是偶校验，由用户根据需要决定。 ④ 停止位：位于字符帧末尾，为逻辑“1”（高电平），通常可 取1位、1.5位或2位，用于向接收端表示一帧字符信息已发 送完毕，也为发送下一帧字符作准备
8.1.1 串行通信的基本方式 (1) 字符帧(Character Frame) 字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停 止位等四部分组成。各部分结构和功能分述如下： ① 起始位：位于字符帧开头，只占一位，始终为逻辑 “0”(低电平)，用于向接收设备表示发送端开始发送一帧 信息。 ② 数据位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取5位、6位、7 位或8位，低位在前高位在后。若所传数据为ASCII字符，则 常取7位。 ③ 奇偶校验位：位于数据位后，仅占一位，用来表征串行通 信中采用奇校验还是偶校验，由用户根据需要决定。 ④ 停止位：位于字符帧末尾，为逻辑“1”(高电平)，通常可 取1位、1.5位或2位，用于向接收端表示一帧字符信息已发 送完毕，也为发送下一帧字符作准备
8.1.1 串行通信的基本方式 (1)字符帧(Character Frame) 在串行通信中，发送端一帧一帧发送信息，接收端一帧一帧 接收信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干 空闲位，这由用户根据需要决定。 句倘 起始位 校验 停止位 0Do D1 D2 D3 D4 Ds Do D7 0/11 (a)无空闲位字符帧 起 停 始 奇偶 止 位 位 8位数据 校验 空闲位 D D D2 D:D4 Ds Do D 0/1 (b)有空闲位字符帧 异步通信的字符帧格式
8.1.1 串行通信的基本方式 (1) 字符帧(Character Frame) 在串行通信中，发送端一帧一帧发送信息，接收端一帧一帧 接收信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干 空闲位，这由用户根据需要决定。 异步通信的字符帧格式
8.1.1 串行通信的基本方式 (2) 波特率(baud rate) 波特率的定义为每秒钟传送二进制数码的位数（亦称比特数）， 单位是bit/s,即位/秒。 波特率是串行通信的重要指标，用于表征数据传输的速度。 波特率越高，数据传输速度越快，但和字符的实际传输速率 不同。字符的实际传输速率是指每秒内所传字符帧的帧数， 和字符帧格式有关。 例如：波特率为1200bit/s的通信系统， 若采用上图(a)的字符帧，则字符的实际传输速率为 1200/11=109.09帧/秒 若改用上图(b)的字符帧，则字符的实际传输速率为 1200/14=85.71帧/秒
8.1.1 串行通信的基本方式 (2) 波特率(baud rate) l 波特率的定义为每秒钟传送二进制数码的位数(亦称比特数)， 单位是bit/s，即位/秒。 l 波特率是串行通信的重要指标，用于表征数据传输的速度。 波特率越高，数据传输速度越快，但和字符的实际传输速率 不同。字符的实际传输速率是指每秒内所传字符帧的帧数， 和字符帧格式有关。 例如：波特率为1200 bit/s的通信系统， 若采用上图(a)的字符帧，则字符的实际传输速率为 1200/11=109.09帧/秒 若改用上图(b)的字符帧，则字符的实际传输速率为 1200/14=85.71帧/秒
=0.833(ms) 1200 8.1.1 串行通信的基本方式 (2) 波特率(baud rate) 每位的传输时间定义为波特率的倒数。例如：波特率为1200 bit/s的通信系统，其每位的传输时间应为： To= =0.833ms) 1200 波特率还和信道的频带有关。波特率越高，信道频带越宽。 因此，波特率也是衡量通道频宽的重要指标，通常，异步通 信的波特率在50bit/s~9600bit/s之间。波特率不同于发送 时钟和接收时钟，它通常是时钟频率的1/16或1/64
8.1.1 串行通信的基本方式 (2) 波特率(baud rate) l 每位的传输时间定义为波特率的倒数。例如：波特率为1200 bit/s的通信系统，其每位的传输时间应为： l 波特率还和信道的频带有关。波特率越高，信道频带越宽。 因此，波特率也是衡量通道频宽的重要指标，通常，异步通 信的波特率在50bit/s～9600bit/s之间。波特率不同于发送 时钟和接收时钟，它通常是时钟频率的1/16或1/64。 d 1 0.833(ms) 1200 T d 1 0.833(ms) 1200 T