C51单片机技术应用与实践课件3-4 设计单片机双机通信

串行通信的分类
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理论认知
按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为同步通信 和异步通信两类。
异步通信（Asynchronous Communication）
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，何时结束发送的。字符帧格式是异步通 信的一个重要指标。
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理论认知
异步通信的字符帧格式·
CRC2
同步通信的字符帧格式
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理论认知
MCS-51串行口结构
MCS-51内部有两个独立的接收、发送缓冲器SBUF。 SBUF属于特殊功能寄存器。发送缓冲器只能写入不能读 出，接收缓冲器只能读出不能写入，二者共用一个字节 地址（99H）。
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理论认知
串行口结构示意图
单片机与MAX232的接口原理图
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同步通信（Synchronous Communication）
同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一 次通信只传输一帧信息。
同步 数据 数据 数据 字符1 字符1 字符2 字符3
（a）
同步 同步 数据 数据 字符1 字符2 字符1 字符2
（b）
数据 字符n
CRC1
CRC2
数据 字符n
CRC1
任务实施
1.硬件设计 （1）单片机双机通件编程
（1） 端口分配 系统中有甲、乙两个单片机系统，在每个单片机的
P1.0和P1.1口均有两个按键，其中P1.0为增加控制键， P1.1为减少控制键，甲单片机的TXD引脚和乙单片机的 RXD相连同时乙单片机的TXD引脚和甲单片机的RXD相接。
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实践训练
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实践训练
任务分析：
甲乙两个单片机系统均具有接收和发送功能，可 通过查询的方式知道各自单片机系统的按钮按下的是 “计数增加”还是“计数减少”的按钮，用中断方式 接收对方单片机发过来的数据并显示。
通信简介
通信有并行通信和串行通信两种方式。在多微机系统
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理论认知
以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。
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理论认知
串行通信方式
串行通信的数据传送
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全双工通信系统的每端都有发送器和接收器，可以同时 理论认知
发送和接收，即数据可以在两个方向上同时传送，全双工方
式如图3-4单工、半双工和全双工三种制式示意图(c)所示。
单工、半双工和全双工三种制式示意图
MCS-51串行口结构 MCS-51内部有两个独立的接收、发送缓冲器SBUF。SBUF属
那么就可以将它们的串行口直接相连， 实现双机通信，双机异步通信接口电路如图 所示
RXD TXD
8051 应用系统
（甲机）
TXD RXD
8051 应用系统
（乙机）
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理论认知
为了增加通信距离，减少通道和电源干扰，可以在通信线 路上采用光电隔离的方法，利用RS-422A标准进行双机通信。
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理论认知
RS-422A双机异步通信接口电路
20ma电流环接口电路理论认知双机通信硬件电路如果两个mcs51单片机系统距离较近那么就可以将它们的串行口直接相连实现双机通信双机异步通信接口电路如图所示rxdtxdtxdrxd8051应用系统8051应用系统为了增加通信距离减少通道和电源干扰可以在通信线路上采用光电隔离的方法利用rs422a标准进行双机通信
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。
计算机通信可以分为两大类：并行通信与串行通信。
并行通信简介
将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送，如图：
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理论认知
并行通信方式
串行通信简介
将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送， 如图：
谢谢！
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实践训练
（2） 程序流程 程序流程比较简单，此处略，见书P154。
（3） 具体程序 此处略，见书P156。
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实践训练
3.双机通信仿真效果
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实践训练
4.双机通信实物调试效果
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实践训练
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总结
单片机通信是一种开放式控制系统，控制的外设 不同、要求不同，是一对一通信还是一对多通信，是 近程通信还是远程通信，要根据具体情况具体分析， 选择最佳的方案。具体从两方面考虑，一是选择相应 的控制接口电路，制定最佳的硬件设施，二是编制能 可靠实施的软件。
第三篇 单片机接口应用
课程内容
理论 实践
任务4 设计单片机双机通信
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理论认知
问题提出：
现场设备
现场设备
现场RS485总线
INTERNET
现场设备
现场设备
工作站
数据服务器 工作站
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理论认知
3.4单片机双机通信
学习目标 【知识目标】 （1） 学习串行通信的基本知识； （2） 了解串行通信波特率的知识； （3） 学习串行通信控制字的意义； 【能力目标】 （1） 会根据波特率计算定时参数； （2） 能根据要求设置串行通信控制字； （3）能进行双机通信硬件与软件设计；
理论认知
20mA电流环路 20mA电流环是目前串行通信中广泛使用的一种接口
电路。电流环串行通信接口的最大优点是低阻传输线对 电气噪声不敏感，而且易实现光电隔离，因此在长距离 通信时要比RS-232C优越得多。
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理论认知
20mA电流环接口电路
双机通信硬件电路
如果两个MCS-51单片机系统距离较近，
于特殊功能寄存器。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲
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理论认知
器只能读出不能写入，二者共用一个字节地址（99H）。
串行口结构示意图
串行通信的分类
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理论认知
从本质上说，所有的串行接口电路都是以并行数据形式与 CPU接口，以串行数据形式与外部逻辑接口。它们的基本功能 多是从外部逻辑接收串行数据，转换成并行数据后传送给CPU， 或从CPU接收并行数据，转换成串行数据后输出到外部逻辑。
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实践训练
任务要求： 设两个单片机采用方式1的异步通信方式进行通信，甲
单片机上的两个按键可以控制乙单片机上数码管进行“0”
到“9”之间的正反计数，同样乙单片机上的两个按键可以
控制甲单片机上数码管进行“0”到“9”之间的正反计数。
任务简介： 用单片机来实现双机串行通信。。 任务要求： 用中断方式接受对方单片机发送过来的数据并显示。