【大学课件】单片机实验 串行通信实验
(单片机原理与应用实验)实验9点对点串行通信
波特率
串行通信接口
单片机上的串行通信接口通常包括发 送数据端（TXD）、接收数据端 （RXD）和地线（GND）。
表示每秒钟传输的位数，是衡量串行 通信速度的参数。
串行通信的分类
同步串行通信与异步串行通信
同步串行通信是指发送方和接收方以相同的时钟频率进行数据传输，而异步串 行通信则没有共同的时钟频率。
02
例如，空调的温度设置、电视的频道切换等操作，都是通过性、易扩展等优点，因此
03
在智能家居领域得到广泛应用。
在工业控制中的应用
在工业控制系统中，各种传感器、执行器等设备需要实时地进行数据传输和控制。 点对点串行通信能够满足工业控制领域对实时性、可靠性和安全性的高要求。
波特率设置
波特率计算
根据通信协议的要求，计算出合 适的波特率。常用的波特率有 9600、19200、4800等。
寄存器配置
根据计算出的波特率，配置单片 机串行通信接口的相关寄存器， 以实现所需的波特率。
测试与调整
在实际通信过程中，可能需要根 据实际情况调整波特率，以确保 数据传输的稳定性和正确性。
(单片机原理与应用实 验)实验9点对点串行 通信
contents
目录
• 单片机串行通信原理 • 点对点串行通信的实现 • 单片机点对点串行通信实验步骤 • 点对点串行通信的应用 • 点对点串行通信的优缺点 • 点对点串行通信的未来发展
01
单片机串行通信原理
串行通信的基本概念
串行通信
指数据在单条线路上一位一位地传输， 具有节省传输线、成本低、远距离传 输可靠等优点。
单工、半双工和全双工串行通信
单工是指数据只能向一个方向传输，半双工是指数据可以在两个方向上传输， 但不能同时进行，全双工则是指数据可以在两个方向上同时传输。
《单片机串口通信》PPT课件
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2、传输距离与传输速率的关系
串行接口或终端直接传送串行信息位流的
最大距离与传输速率及传输线的电气特性有 关。当传输线使用每0.3m（约1英尺）有 50PF电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距离 随传输速率的增加而减小。当比特率超过 1000 bps 时，最大传输距离迅速下降，如 9600 bps 时最大距离下降到只有76m（约 250英尺）。
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2
▪计算机通信是将计算机技术和通信技术的相结合， 完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信 息交换 。可以分为两大类：并行通信与串行通信。
▪并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同
时进行传送 。
8位同时传送 1
0
接
1
发
0
收 设
1
送
1 0
设
备
0
备
询问
应答
并行通信控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离
校验场 01111110
此时，将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始 和结束标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起 的混乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的1 就插入一个附加的0；接收方则每检测到5个连续的1并且其后 有一个0时，就删除该0。
典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。
3、抗干扰能力差
RS-232C在电平转换时采用单端输入输出，在传输过程中 当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信噪比，RS-232C 总线标准不得不采用比较大的电压摆幅。
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单片机课件第七章串行通信
第 N+1 个字符
停起
数据位
校停
止始
验止
位 位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 位 位
空闲位
1 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 1 1 1
起 始 位 数据位 0 ……
图7.3 串行异步通信的帧格式（有空闲位）
＊字符的帧格式 每一个字符帧包含四部分：起始位、数据位、校验位、停止位。
在方式0，RB8不用
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
（6）TI：串行口发送中断请求标志位 （7）RI：串行口接收中断请求标志位
硬件置 1 （发送或接收完一帧数据） 软件清 0 （中断方式，查询方式 ） 2、电源控制寄存器 PCON 87H
字节地址为87H，没有位寻址功能。
7.1 串行通信的基本概念 7.2 串行口的结构和控制 7.3 8051串行口的编程和应用
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7.1 串行通信的基本概念
7.1.1 数据通信
一、通信的基本方式
并行通信 串行通信
(a)并行传输
(b)串行传输
图7.1 两种通信方式
并行通信：数据的各位同时传送。传送距离：小于30米。 串行通信：数据的各位逐位送出，只需一对传送线即可完成传送。
单位：bps（波特）。 例：要求每秒传送120个字符帧，每帧为10位。（1＋8＋1） 解： 波特率=120×10=1200波特
每位数据传送时间 ＝ 1/1200＝ 0.83ms 有效数据位传输速率＝ 120×8＝960位/秒
远距离串行通信 串行通信接口
UART的结构示意图
7.2 串行口的结构和控制
实验四 串行通信实验
实验四 串行通信实验一、实验目的1．了解51单片机串行口的结构、串行通讯的原理。
2．掌握51单片机与PC 机之间通讯的方法。
3. 学习系统应用程序的设计和调试二、实验设备PC 机一台 、 实验教学板一块。
三、实验原理51单片机的串行接口是全双工的，它能做异步接收器/发送器（UART ），也能做同步移位寄存器使用。
在做UART 使用时，相关的寄存器有SBUF 、SCON 、和PCON 中的波特率倍增位SMOD 。
SBUF 是数据发送缓冲器和接收缓冲器，逻辑上用同一个地址，物理上是分开的，用读写操作来选择。
SCON 是串行口控制寄存器，用于设定串行口的工作方式；保存方式2和方式3的第9位数据；存放发送、接收的中断标志。
在串行通讯的方式1和方式3中，通信的波特率是可以设置的，满足下式：2/132SMOD=⨯波特率（定时器计数器的溢出率）PC 机的串行通讯口是借助通用异步接收发送器8250（或16C550等）实现的，可使用comdebug.exe 等提供了有关串行口的收、发操作窗口的软件实现通讯。
PC 机的串行通讯采用RS232电平，因此要求单片机的实验板也要配置RS232接口，解决逻辑电平的配接。
如果通讯距离较远，则要配接调制解调器。
四、实验内容1， 自发自收用一根短路线，将实验板中RS232插口的RXD 和TXD 两个插孔短路。
然后编程设定串行口为工作方式1，传送55H 和0AAH 两个数据。
实验要求：程序采用查询方式。
每传送、接收一个数据，做一次检查，看是否正确，若两次都正确，则在显示器上显示“GOOD”，若不正确，则不显示，并要重新传送。
2， 单片机与PC 机的通信先使用通讯电缆将单片机的RS232接口与PC 机的COM1口连接，PC 机起动并运行comdebug.exe 软件，窗口上设置波特率为1200，8位数据、一个停止位。
单片机端也采用工作方式1，波特率为1200，完成单片机与PC 机的通信。
单片机C语言编程串行口通讯PPT65页
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
单片机课件 part_08串行数据通信
数据线
发送器 接收器
地线
接收发数据线 发送接
送器
收器
地线
数据线
接收发
发送接
送器
收器
地线
五、异步串行通信的信号形式：
1、远距离直接传输数字信号，信号会发生畸变，因此要 把数字信号转变为模拟信号再进行传送。可利用光缆、 专用通信电缆或电话线。 方法：通常使用频率调制法（频带传送方式）。
“1”
发Hale Waihona Puke “0”RS-232C (电平转换芯片为MAX232) RS-422
RS-485
波特率
波特率定义为每秒钟传送二进制数码的位数(亦称比特数)，单位 是bps：(bit per second)，即位/秒。波特率是串行通信的重要指标， 用于表征数据传送的速度。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钟内 所传字符帧的帧数。和字符帧格式有关。
通信的基本方式可分为并行通信和串行通信两种.
并行通信是指数据的所有位同时进行传送的通信方式。其优点 是传送速度快，缺点是需要比较多的传送数据线，有多少位数 据就需要多少根线，而且数据传送的距离有限，这在位数较多 且传送距离远时就不方便了。在单片机中，一舱常常应用于CPU 与LED、LCD显示器的连接，或CPU与A/D、D／A转换器之间的数 据传送等并行接口方面。
串行接口结构示意图
一、串行接口控制：
1.数据缓冲器SBUF：
串行口数据缓冲器SBUF是两个在物理上独立的接收、发送缓 冲器，可同时发送、接收数据。两个缓冲器共用一个字节地址 99H，可通过指令对SBUF的读／写来区别是对接收缓冲器的 操作还是对发送缓冲器的操作。CPU写SBUF ，就是修改发送 缓冲器；读SBUF ，就是读接收缓冲器。串行口对外也有两条 独立的收发信号线TXD(P3.1)、RXD(P3.0) ，因此可以同时发 送、接收数据，实现全双工传送。
单片机难点攻破-串行通信36页PPT
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•Leabharlann 10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
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单片机串行通信实验
实验四单片机串行通信实验一、实验目的1、掌握单片机串行口工作方式的程序设计，及简易三线式通讯的方法。
2、了解实现串行通讯的硬环境、数据格式的协议、数据交换的协议。
3、学习串口通讯的中断方式的程序编写方法二、实验说明利用单片机串行口，实现两个实验台之间的串行通讯。
其中一个实验台作为发送方，另一侧为接收方。
发送方读入按键值，并发送给接收方，接收方收到数据后在LED上显示。
三、实验仪器计算机伟福实验箱（lab2000P ）四、实验内容与软件流程图1、8051的RXD、TXD接线柱在POD51/96仿真板上。
2、通讯双方的RXD、TXD信号本应经过电平转换后再行交叉连接，本实验中为减少连线可将电平转换电路略去，而将双方的RXD、TXD直接交叉连接。
也可以将本机的TXD 接到RXD上，这样按下的键，就会在本机LED上显示出来。
3、若想与标准的RS232设备通信，就要做电平转换，输出时要将TTL电平换成RS232电平，输入时要将RS232电平换成TTL电平。
可以将仿真板上的RXD、TXD信号接到实验板上的“用户串口接线”的相应RXD和TXD端，经过电平转换，通过“用户串口”接到外部的RS232设备。
可以用实验仪上的逻辑分析仪采样串口通信的波形4、软件流程图5、实验电路连接方式①双机串行通信方式。
TXD脚和RXD脚分别用于发送和接收数据。
②单机通信的情况下，只需将自己的TXD脚与RXD脚连接就可以，不用公地操作。
五、思考题1、接收到的数据加1显示出来；2、保存前一个接收到的数据，数据向前推动显示。
六、源程序修改原理及其仿真结果实验结果图源程序：加1显示：接收到的数据先前推送：七、心得体会通过这次实验，我掌握了单片机串行口工作方式的程序设计，及简易三线式通讯的方法。
了解了实现串行通讯的硬环境、数据格式的协议、数据交换的协议。
学习了串口通讯的中断方式的程序编写方法。
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一、实验目的和要求：
1、熟练掌握串行口的工作原理 2、掌握单片机串行口的工作方法和串行口控制寄存 器的编程使用方法 3、掌握串行口中断的使用方法
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二、实验内容：
编写一段程序，利用PC机和单片机的串行口相连接进行双工异 步通信，采用方式1，波特率为9600bps。利用PC机向单片机发送数据，单 片机在接收到该数据后将数据保存并返回给PC机。编写程序，调试运行， 数据收发正确。
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三、实验步骤：
1、KEIL环境下编写程序
利用实验一的过程进行程序的编写、编译操作，然后进行调试，并生 成HEX文件。注意：
串行通信初始化
波特率设定中初值的计算
串行发送和接收语句 中断子函数的编写方法，另外注意在中断服务函数中对TI和RI的判断和TI、RI 清零。
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2、用PROTEUS软件编辑电路原理图
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3、虚拟串口软件 添加COM3和COM4一对虚拟口。
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单片机端注意COM口的选择和波特率的助手
PC机端注意COM口的选择和波特率的设置与单片机一致。另外注意将 “十六进制发送”和“十六进制显示”选项选中。
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在PROTUES软件里启动单片机，在串口调试助手的发送窗口输入 数据，观察接收窗口的数据。