单片机原理及接口技术-89C51串行口及串行通信技术解析57页PPT
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单片机原理及接口技术(C51编程)第8章 AT89S51单片机的串行口
图8-1 串行口的内部结构
3
8.1.1 串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON，字节地址98H，可位寻址，位地址为98H～9FH，
即SCON的所有位都可用软件来进行位操作清“0”或置“1”。SCON格式见 图8-2。
图8-2 串口控制寄存器SCON格式
4
寄存器SCON各位功能： （1）SM0、SM1—串口4种工作方式选择
//点亮数据是否左移8次？是，重新送点亮数据
SBUF=nSendByte;
// 向74LS164串行发送点亮数据
}
TI=0;
RI=0;
}
19
程序说明： （1）程序中定义了全局变量nSendByte，以便在中断服务程序中能访问 该变量。nSendByte用于存放从串行口发出的点亮数据，在程序中使用左移 1 位 操 作 符 “ <<” 对 nSendByte 变 量 进 行 移 位 ， 使 得 从 串 口 发 出 的 数 据 为 0x01、0x02、0x04、0x08、0x10、0x20、0x40、0x80，从而流水点亮各个 发光二极管。 （2）程序中if语句的作用是当nSendByte左移1位由0x80变为0x00后， 需对变量nSendByte重新赋值为1。 （3）主程序中SBUF=nSendByte语句必不可少，如果没有该语句，主程序 并不从串行口发送数据，也就不会产生随后的发送完成中断。 （4）两条语句 “while（1）{;}”实现反复循环的功能。
（4）TB8—发送的第9位数据 在方式2和方式3时，TB8是要发送的第9位数据，其值由软件置“1”或清
“0”。 在双机串行通信时，TB8一般作为奇偶校验位使用；也可在多机串行通信中
表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为地址帧，TB8=0为数据帧。
《单片机串行接口》课件
《单片机串行接口》PPT课件
目录
CONTENTS
• 单片机串行接口概述 • 单片机串行接口的硬件结构 • 单片机串行接口的编程实现 • 单片机串行接口的调试与测试 • 单片机串行接口的应用实例
01
CHAPTER
单片机串行接口概述
定义与特点
定义：单片机串行接口是指单片机与其 他设备或系统之间进行串行通信的接口 。
示波器
用于测量信号的波形和参数，如电压、频率等。
逻辑分析仪
用于分析单片机的串行接口信号，以便于调试和 测试。
串行接口的性能评估
传输速率
评估串行接口的传输速度，确保满足应用需 求。
误码率
评估数据传输的准确性，确保数据传输无误 码。
兼容性
评估串行接口与其他设备的兼容性，以便于 与其他设备进行通信。
05
串行接口的中断处理
中断请求
当串行接口接收到数据或发生错误时，会产生 中断请求信号。
中断服务程序
在中断服务程序中，根据中断类型执行相应的 处理操作，如数据接收或错误处理。
中断优先级
根据实际情况，为不同的中断类型分配不同的优先级，以确保重要中断得到及 时处理。
04
CHAPTER
单片机串行接口的调试与测 试
为了提高数据传输的准确性，可以选择奇校验或偶校 验方式。
串行数据的发送与接收
发送数据
将要发送的数据按照串行 协议打包，并通过串行接 口发送出去。
接收数据
从串行接口接收数据，并 根据协议进行解析，提取 出有用的信息。
数据缓冲
为了提高数据传输的效率 ，可以设置数据缓冲区， 以暂存待发送或待处理的 数据。
单片机串行接口的硬件结构
串行接口的电路组成
目录
CONTENTS
• 单片机串行接口概述 • 单片机串行接口的硬件结构 • 单片机串行接口的编程实现 • 单片机串行接口的调试与测试 • 单片机串行接口的应用实例
01
CHAPTER
单片机串行接口概述
定义与特点
定义：单片机串行接口是指单片机与其 他设备或系统之间进行串行通信的接口 。
示波器
用于测量信号的波形和参数，如电压、频率等。
逻辑分析仪
用于分析单片机的串行接口信号，以便于调试和 测试。
串行接口的性能评估
传输速率
评估串行接口的传输速度，确保满足应用需 求。
误码率
评估数据传输的准确性，确保数据传输无误 码。
兼容性
评估串行接口与其他设备的兼容性，以便于 与其他设备进行通信。
05
串行接口的中断处理
中断请求
当串行接口接收到数据或发生错误时，会产生 中断请求信号。
中断服务程序
在中断服务程序中，根据中断类型执行相应的 处理操作，如数据接收或错误处理。
中断优先级
根据实际情况，为不同的中断类型分配不同的优先级，以确保重要中断得到及 时处理。
04
CHAPTER
单片机串行接口的调试与测 试
为了提高数据传输的准确性，可以选择奇校验或偶校 验方式。
串行数据的发送与接收
发送数据
将要发送的数据按照串行 协议打包，并通过串行接 口发送出去。
接收数据
从串行接口接收数据，并 根据协议进行解析，提取 出有用的信息。
数据缓冲
为了提高数据传输的效率 ，可以设置数据缓冲区， 以暂存待发送或待处理的 数据。
单片机串行接口的硬件结构
串行接口的电路组成
单片机原理及其接口技术 单片机基础知识PPT课件
每秒只能运行5千次加法运算
1946年情人节，世界上第一台电子计算机诞生
第9页/共79页
ENIAC—Electronic Numerical Integrator
1947年贝尔实验室 发明了晶体管
• 计算机经历了五个时代 • 电子管计算机 • 晶体管计算机 • 集成电路计算机 • 大规模、超大规模集成电路计算机 • 智能计算机
第30页/共79页
2．二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要特
点是： (1) 任何二进制数都只由0和1两个数码组成， 其
基数是2。 优点(：2 )运进算借规则位简规单则，是易“用逢电二子进器一件，实借现一运算当。二 ” 。 缺一点般：在不数直的观后，面表用示符同号一B数表值示须这用个较数多是的位二。进 制 数 。
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1946年情人节，世界上第一台电子计算机诞生
第9页/共79页
ENIAC—Electronic Numerical Integrator
1947年贝尔实验室 发明了晶体管
• 计算机经历了五个时代 • 电子管计算机 • 晶体管计算机 • 集成电路计算机 • 大规模、超大规模集成电路计算机 • 智能计算机
第30页/共79页
2．二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要特
点是： (1) 任何二进制数都只由0和1两个数码组成， 其
基数是2。 优点(：2 )运进算借规则位简规单则，是易“用逢电二子进器一件，实借现一运算当。二 ” 。 缺一点般：在不数直的观后，面表用示符同号一B数表值示须这用个较数多是的位二。进 制 数 。
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第六章89C51串行口及串行通信技术
●作为 UART 使用。 ●作为同步移位寄存器用。 ? 功能： ●扩展 IO口。 ●通过计算机串口实现与 PC机的单机或多机通讯。 ●实现单片机系统之间的点对点单机通讯。
（1）异步通信
? 异步通信用起始位0表示字符的开始，然后从低位到高位逐 位传送数据，最后用停止位1表示字符结束，如后图所示。 一个字符又称一帧信息。图中，一帧信息包括1位起始位、 8位数据位和 1位停止位，图中，数据位增加到 9位。在 C8051F单片机系统中，第9位数据D8可以用作奇偶校验位， 也可以用作地址／数据帧的标识位，D8＝1表示该帧信息传 送的是地址，D8＝0表示传送的是数据。两帧信息之间可以 无间隔，也可以有间隔，且间隔时间可任意改变，间隔用 空闲位“1”来填充。
11
（3）波特率
? 波特率（Baud rate）即调制速率，指的是信号被调制以后 在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数。 它是对符号传输速率的一种度量，1波特即指每秒传输1个符 号。
比特率：每秒钟传送的二进制位数，用 b / s 表示 （b表示bit） 波特率是指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内 载波调制状态改变的次数来表示，其单位是波特（Baud）。 波特率与比特率的关系是比特率=波特率X单个调制状态对 应的二进制位数。
15
（2）串行通信协议 ? 通信协议（ communications protocol ）是指双方实
体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议 定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的 信息与含义，连接方式，信息发送和接收的时序， 从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。
16
（2）串行通信协议
8
异步通信的优缺点
? 通常，异步通信的波特率为50～9600bit/s。 ? 异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符
（1）异步通信
? 异步通信用起始位0表示字符的开始，然后从低位到高位逐 位传送数据，最后用停止位1表示字符结束，如后图所示。 一个字符又称一帧信息。图中，一帧信息包括1位起始位、 8位数据位和 1位停止位，图中，数据位增加到 9位。在 C8051F单片机系统中，第9位数据D8可以用作奇偶校验位， 也可以用作地址／数据帧的标识位，D8＝1表示该帧信息传 送的是地址，D8＝0表示传送的是数据。两帧信息之间可以 无间隔，也可以有间隔，且间隔时间可任意改变，间隔用 空闲位“1”来填充。
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（3）波特率
? 波特率（Baud rate）即调制速率，指的是信号被调制以后 在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数。 它是对符号传输速率的一种度量，1波特即指每秒传输1个符 号。
比特率：每秒钟传送的二进制位数，用 b / s 表示 （b表示bit） 波特率是指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内 载波调制状态改变的次数来表示，其单位是波特（Baud）。 波特率与比特率的关系是比特率=波特率X单个调制状态对 应的二进制位数。
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（2）串行通信协议 ? 通信协议（ communications protocol ）是指双方实
体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议 定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的 信息与含义，连接方式，信息发送和接收的时序， 从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。
16
（2）串行通信协议
8
异步通信的优缺点
? 通常，异步通信的波特率为50～9600bit/s。 ? 异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符
第六章89C51串行口及串行通信技术PPT课件
写入SBUF
TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止
写入SBUF
2
TI（中断标志） TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位
6.1 串行通信基础知识
6.1.1．数据通信的概念
并行通信和串行通信
并行通信是指数据的各位同时进行传送（发送或接收）的 通信方式。其优点是传递速度快；缺点是数据有多少位， 就需要多少根传送线。并行通信在位数多、传送距离又远 时就不太适宜。
6.1.2.串行通讯的传输方式
(l)单工方式 ●信息只能沿一个方向传输，而不能沿相反方向传输。
(2)半双工方式 ●信息可以沿着两个方向传输，但在指定时刻，信息只 能沿一个方向传输。
(3)全双工方式 ●信息可以同时沿着两个方向传输。
传输方式
单工
4
半双工
全写入SBUF双工
TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止
通常，异步通信的波特率为50～9600bit/s。 异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符
帧长度不受限制，故设备简单。缺点是字符帧 中因包含起始位和停止位而降低了有效数据的 传输速率。
写入SBUF
TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止
写入SBUF
9
TI（中断标志） TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位
（1）异步通信
异步通信用起始位0表示字符的开始，然后从低位到高位 逐位传送数据，最后用停止位1表示字符结束，如后图所 示。一个字符又称一帧信息。图中，一帧信息包括1位起 始位、8位数据位和1位停止位，图中，数据位增加到9位。 在C8051F单片机系统中，第9位数据D8可以用作奇偶校验 位，也可以用作地址／数据帧的标识位，D8＝1表示该帧 信息传送的是地址，D8＝0表示传送的是数据。两帧信息 之间可以无间隔，也可以有间隔，且间隔时间可任意改变， 间隔用空闲位“1”来填充。
单片机原理及接口技术-89C51串行口及串行通信技术解析59页PPT
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
单片机原理及接口技术-89C51串行口及 串行通信技术解析
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
பைடு நூலகம்
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
单片机原理及接口技术-89C51串行口及 串行通信技术解析
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
பைடு நூலகம்
单片机第7章89C51串行口和串行通信PPT课件
4
7.1 串行通信的概念
• 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进 行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交 换信息，所有这些信息交换均可称为通信。
• 通信方式有两种，即并行通信和串行通信。
• 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。
• 例如，在IBM-PC机与外部设备（如打印机等）通信时， 如果距离小于30m，可采用并行通信方式；当距离大于 30m时，则要采用串行通信方式。89C51单片机具有并 行和串行二种基本通信方式。
字 同 符 步 1 字 同 符 步 2 数 据 块 （ 若 干 字 节 ）校 符 验 1 校 符 验 2
起 始
结 束
➢ 在这种通信方式中，数据块内的各位数据之间没有间 隔，传输效率高；
➢ 发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)， 且数据块长度越大，对同步要求就越高。
➢ 同步通信设备复杂，成本高，一般只用在高速数字通 信系统中。
• 在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保 证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号。
• 同步传送可以提高传输速率（达56kb/s或更高），但硬件比较复杂。
返回
28.09.2020
14
2、异步通信
• 起始位（0）信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不 传送字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道 发来一个新字符， 应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以 后的接收能正确进行。
28.09.2020
1
第七章 89C51串行口及串行通信技术
• 串行通信只用一位数据线传送数据的位信号，即使加上几 条通信联络控制线，也用不了很多电缆线。因此，串行通 信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间、 处于两地的计算机之间采用串行通信就非常经济。当然， 串行通信要求有转换数据格式、时间控制等逻辑电路，这 些电路目前已被集成在大规模集成电路中（称为可编程串 行通信控制器），使用很方便。
第2章 89C51单片机的结构及原理PPT课件
11
2. 数据存储器
FF
80
SFR RAM
30
位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
FFFF RAM
外部 RAM
00
0000
12
表 2.2 寄存器与RAM 地址对照表
13
表 2.3 RAM中的位寻址区地址表
14
内部数据存储器高128单元
（特殊功能寄存器区）
程序计数器PC 累加器A 寄存器B 状态字寄存器PSW
4
2.3 89C51系列单片机的引脚功能
2.3.1 89C51系列单片机引脚功能 2.3.2 三总线结构
5
图2-3（a）89C51系列单片机的引脚 6
表2.1 P3口的第二功能表
7
2.3.2 三总线结构
图2-3（b）89C51系列单片机功能引脚分类
(总线结构图）
8
2.4 89C51系列单片机的主要组成部分
外部 ROM EA=0
0000
FF
SFR 80 RAM
30 位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
00
FFFF RAM
外部 RAM
0000
10
1. 程序存储器
在程序存储器中有6个单元具有特殊功能： 0000H～0002H：是所有执行程序的入口
地址，89C51复位后，CPU总是从0000H单 元开始执行程序。 0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
0
1
3组
18H~1FH
R0~R7
堆栈指针SP：按照先进后出、后进先出 的原则存取RAM区域。
2. 数据存储器
FF
80
SFR RAM
30
位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
FFFF RAM
外部 RAM
00
0000
12
表 2.2 寄存器与RAM 地址对照表
13
表 2.3 RAM中的位寻址区地址表
14
内部数据存储器高128单元
（特殊功能寄存器区）
程序计数器PC 累加器A 寄存器B 状态字寄存器PSW
4
2.3 89C51系列单片机的引脚功能
2.3.1 89C51系列单片机引脚功能 2.3.2 三总线结构
5
图2-3（a）89C51系列单片机的引脚 6
表2.1 P3口的第二功能表
7
2.3.2 三总线结构
图2-3（b）89C51系列单片机功能引脚分类
(总线结构图）
8
2.4 89C51系列单片机的主要组成部分
外部 ROM EA=0
0000
FF
SFR 80 RAM
30 位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
00
FFFF RAM
外部 RAM
0000
10
1. 程序存储器
在程序存储器中有6个单元具有特殊功能： 0000H～0002H：是所有执行程序的入口
地址，89C51复位后，CPU总是从0000H单 元开始执行程序。 0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
0
1
3组
18H~1FH
R0~R7
堆栈指针SP：按照先进后出、后进先出 的原则存取RAM区域。
《单片机的接口技术》课件
详细描述
单片机是一种微型计算机系统，它被集成在一个芯片上，包含了计算机的基本 组成部分，如中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ ROM）、输入输出接口（I/O）等。
单片机的历史与发展
总结词
单片机的发展经历了从4位、8位到32位的过程，性能不断提高，应用领域不断扩大。
详细描述
通过串行通信接口，单片机之间可以相互交换数据，实现设备间 的信息交互。
与计算机进行通信
单片机可以通过串行通信接口与计算机连接，实现数据的上传和下 载，如进行程序调试、数据采集等。
实现远程控制
通过将单片机的串行通信接口与调制解调器连接，可以实现远程控 制功能，如远程监控、遥控等。
04
CATALOGUE
THANKS
感谢观看
05
CATALOGUE
单片机与外部设备的接口
单片机与存储器的接口
数据存储接口
用于将数据存储在外部存储器中，如 RAM、ROM或Flash存储器。通过 数据总线、地址总线和控制总线实现 数据传输。
程序存储接口
用于将程序代码从外部存储器加载到 单片机中。通常使用ROM、EPROM 或Flash存储器作为程序存储器。
的时钟线，但数据传输速率相对较低。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用场景
详细描述：单片机并行通信接口广泛应用于各种领域，如工 业控制、智能仪表、数据采集等。它可以实现高速数据传输 ，提高系统的性能和响应速度。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用实例
详细描述：例如，在智能仪表中，单片机通过并行通 信接口与传感器和执行器进行数据交换，实现实时监 测和控制；在数据采集系统中，单片机通过并行通信 接口与多个传感器进行数据传输，实现快速的数据采 集和存储。
单片机是一种微型计算机系统，它被集成在一个芯片上，包含了计算机的基本 组成部分，如中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ ROM）、输入输出接口（I/O）等。
单片机的历史与发展
总结词
单片机的发展经历了从4位、8位到32位的过程，性能不断提高，应用领域不断扩大。
详细描述
通过串行通信接口，单片机之间可以相互交换数据，实现设备间 的信息交互。
与计算机进行通信
单片机可以通过串行通信接口与计算机连接，实现数据的上传和下 载，如进行程序调试、数据采集等。
实现远程控制
通过将单片机的串行通信接口与调制解调器连接，可以实现远程控 制功能，如远程监控、遥控等。
04
CATALOGUE
THANKS
感谢观看
05
CATALOGUE
单片机与外部设备的接口
单片机与存储器的接口
数据存储接口
用于将数据存储在外部存储器中，如 RAM、ROM或Flash存储器。通过 数据总线、地址总线和控制总线实现 数据传输。
程序存储接口
用于将程序代码从外部存储器加载到 单片机中。通常使用ROM、EPROM 或Flash存储器作为程序存储器。
的时钟线，但数据传输速率相对较低。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用场景
详细描述：单片机并行通信接口广泛应用于各种领域，如工 业控制、智能仪表、数据采集等。它可以实现高速数据传输 ，提高系统的性能和响应速度。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用实例
详细描述：例如，在智能仪表中，单片机通过并行通 信接口与传感器和执行器进行数据交换，实现实时监 测和控制；在数据采集系统中，单片机通过并行通信 接口与多个传感器进行数据传输，实现快速的数据采 集和存储。
接口技术概述PPT课件
00H
部分：① 工作寄存器区（00H---1FH）
② 位寻址区 （20H---2FH）
③ 普通RAM 区 （30H---7FH）
第 1 章 接口技术概述
1、工作寄存器区 是指00H～ 1FH区, 共分4个组, 每组有8个单 7FH
元, 共32个内部RAM单元。
普通RAM区
2、每次F只FH能有1组作为工作寄 30H
调用指令:
LCALL/ACALL 标号
返回指令：
RET
第 1 章 接口技术概述
DPTR RAM PC ROM
89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00H—FFH，分P为0 两大部
分: 低 128 字节（S0P0H~7FH）A为真正T的MRPAM区B;
P1
高 128 字节（80H~FFH）为特殊功能寄存器区SFR。 P2
P0
作用：PC存放CPUS将P要执行的指A令所在T的MROPM单元B的地址。 P1
特点：① 具有自动加1功能。
② CPU复位时PC=0000H，当8051脱离复位状态时，开始P从20000H 处执行程序，P因SW此，用户A程L序U应该从0000H ROM单元存P放3 。
③ PC的值可以用转移和调用/返回指令修改。
连接。 1 单片机内部资源不够用时，需要外扩芯片，外扩芯片通过三总线与
CPU交换信息。
第 1 章 接口技术概述
单片机最小控制系统的结构图
T0 T1
+5V RST
CPU
RAM ROM 定时计数器
振荡电路
并 行 口 串行口 中断系统
X1
X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1
外设 外设 外设
单片机原理及接口技术(第三版)
（一）、运算器
1、运算器的组成
算术逻辑单元(简称ALU）
运算器
累加器 寄存器
2、运算器的作用
是把传送到微处理器的数据进行运算或逻辑运算。 ALU可对两个操作数进行加、减、与、或、 比较大小等操作，最后将结果存入累加器。 ALU执行不同的运算操作是由不同控制线上 的信息所确定的。 举例
例如： 两个数（7和9）相加，在相加之前，操作
指挥并控制CPU、内存和输入/输出设 备之间数据流动的方向。
（三）、CPU中的主要寄存器
1、累加器（A） 2、数据寄存器（DR） 3、指令寄存器（IR） 4、指令译码器（ID） 5、程序计数器（PC） 6、地址寄存器（AR）
1、累加器（A）
累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。 在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：
单片机原理及接口技术(第三 版)
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 附录A
微机基础知识 89C51单片机的结构和原理 89C51指令系统 汇编语言程序设计知识 中断系统 定时器及应用 89C51串行口及通信技术 单片机小系统片外扩展 应用系统配置及接口技术 89C51指令系统表
二、I/O接口及外设
每个外设与微处理器的连接必须经过接口适配 器（I/O接口）。
每个I/O接口及其对应的外设都有一个固定的地 址，在CPU的控制下实现对外设的输入（读）和 输出（写）操作。
§1.2 常用数制和编码
一. 二进制、十进制、十六进制
1.二进制：是“0”和“1”这样的数、逢2进位。按权展开时权的基数 为2。用后缀字母“B”表示。
2 11 余数 251 221 210 01
3、十进制转换成十六进制数：
1、运算器的组成
算术逻辑单元(简称ALU）
运算器
累加器 寄存器
2、运算器的作用
是把传送到微处理器的数据进行运算或逻辑运算。 ALU可对两个操作数进行加、减、与、或、 比较大小等操作，最后将结果存入累加器。 ALU执行不同的运算操作是由不同控制线上 的信息所确定的。 举例
例如： 两个数（7和9）相加，在相加之前，操作
指挥并控制CPU、内存和输入/输出设 备之间数据流动的方向。
（三）、CPU中的主要寄存器
1、累加器（A） 2、数据寄存器（DR） 3、指令寄存器（IR） 4、指令译码器（ID） 5、程序计数器（PC） 6、地址寄存器（AR）
1、累加器（A）
累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。 在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：
单片机原理及接口技术(第三 版)
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 附录A
微机基础知识 89C51单片机的结构和原理 89C51指令系统 汇编语言程序设计知识 中断系统 定时器及应用 89C51串行口及通信技术 单片机小系统片外扩展 应用系统配置及接口技术 89C51指令系统表
二、I/O接口及外设
每个外设与微处理器的连接必须经过接口适配 器（I/O接口）。
每个I/O接口及其对应的外设都有一个固定的地 址，在CPU的控制下实现对外设的输入（读）和 输出（写）操作。
§1.2 常用数制和编码
一. 二进制、十进制、十六进制
1.二进制：是“0”和“1”这样的数、逢2进位。按权展开时权的基数 为2。用后缀字母“B”表示。
2 11 余数 251 221 210 01
3、十进制转换成十六进制数：
单片机原理-第10章-MCS-51系统的串行接口(教学PPT)精选全文
第十章 MCS-51单片机的串行接口
1
10.1 串行通信基础知识
通信的基本方式
• 并行通信：各位数据同时传送。 • 串行通信：数据一位位按顺序传送。
串行接口
2
10.1.1 串行通信的两种基本方式
1. 异步传送方式
收发双方有各自的时钟源控制字符发送 和接收，数据以一个字(字符)为传送单位， 它们在线路上传送不连续。异步传送时， 发送方能采用两种方式传送，即各个字符 连续传送和字符间断传送。
发送SBUF
TXD串行输出
移位时钟
单片机内部总线 接收SBUF
串行接口
输入移位寄存器
RXD串行输入
RI（接收中断）
25
10.2 MCS-51单片机的串行接口
串行接口电路为用户提供了两个串行口缓 冲寄存器(SBUF)， 发送缓存器：接收片内总线送来的数据，只 能写不能读。数据通过TXD引脚向外传送； 接收缓冲器：向片内总线发送数据，只能读 不能写。通过RXD引脚接收数据。 发送缓冲器与接收缓冲器共用一个地址99H。
串行接口
35
方式0：移位寄存器输入/输出方式
(2) 数据输入(接收) REN=1时，数据在移位脉冲控制下，从RXD端
输入。当接收到8位数据时，置位RI，发生中断请 求。通过外接74LS165，串行口实现数据的并行输 入。
串行接口
36
方式1：10(8)位异步接收/发送方式
10位为一帧的异步串行通信方式。其帧格 式为1个起始位、8个数据位和1个停止位。
串行接口
31
电源控制寄存器PCON
在方式1、2、3时，与串行通信有关的是D7位 (SMOD)，该位为波特率选择位。
位序
D7
D6
1
10.1 串行通信基础知识
通信的基本方式
• 并行通信：各位数据同时传送。 • 串行通信：数据一位位按顺序传送。
串行接口
2
10.1.1 串行通信的两种基本方式
1. 异步传送方式
收发双方有各自的时钟源控制字符发送 和接收，数据以一个字(字符)为传送单位， 它们在线路上传送不连续。异步传送时， 发送方能采用两种方式传送，即各个字符 连续传送和字符间断传送。
发送SBUF
TXD串行输出
移位时钟
单片机内部总线 接收SBUF
串行接口
输入移位寄存器
RXD串行输入
RI（接收中断）
25
10.2 MCS-51单片机的串行接口
串行接口电路为用户提供了两个串行口缓 冲寄存器(SBUF)， 发送缓存器：接收片内总线送来的数据，只 能写不能读。数据通过TXD引脚向外传送； 接收缓冲器：向片内总线发送数据，只能读 不能写。通过RXD引脚接收数据。 发送缓冲器与接收缓冲器共用一个地址99H。
串行接口
35
方式0：移位寄存器输入/输出方式
(2) 数据输入(接收) REN=1时，数据在移位脉冲控制下，从RXD端
输入。当接收到8位数据时，置位RI，发生中断请 求。通过外接74LS165，串行口实现数据的并行输 入。
串行接口
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方式1：10(8)位异步接收/发送方式
10位为一帧的异步串行通信方式。其帧格 式为1个起始位、8个数据位和1个停止位。
串行接口
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电源控制寄存器PCON
在方式1、2、3时，与串行通信有关的是D7位 (SMOD)，该位为波特率选择位。
位序
D7
D6
第7章 89C51串行口及串行通信技术
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2013年7月31日星期三 24
图7-5
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2013年7月31日星期三 25
图7-6 返回
2013年7月31日星期三 26
（2）设备同步
• 进行串行通信的两台设备必须同步工作才 能有效地检测通信线路上的信号变化，从 而采样传送数据脉冲。 • 设备同步对通信双方有两个共同要求：
一是通信双方必须采用统一的编码方法； 二是通信双方必须能产生相同的传送速率。
此，全双工配置是一对单向配置，它要求两端的通信
设备都具有完整和独立的发送和接受能力。 • 图7-2所示为串行通信中的数据传送方式。
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2013年7月31日星期三 10
图7-2 串行通信中的数据传送方式
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2013年7月31日星期三 11
7.1.3异步通信和同步通信
• 串行通信有两种基本通信方式，即异步通信和同步通信。 1、异步通信 在异步通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或 一字节数据）传送的，每一帧的数据格式如图7-3所示
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2013年7月31日星期三 15
1、异步通信
• 图7-3（a）表示一个字符紧接一个字符传送的情况，上一个字符的停止位和 下一个字符的起始位是紧邻的；
• 图7-3（b）则是两个字符间有空闲位的情况，空闲位为1，线路处于等待状态。 存在空闲位正是异步通信的特征之一。 • 例如，规定用ASCII编码，字符为七位，加一个奇偶校验位、一个起始位、 一个停止位，则一帧共十位。
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2013年7月31日星期三 16
2、同步通信 •
同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示（常 约定1个--2个），并由时钟来实现发送端和接收端同步， 即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据， 直到通信告一段落。
2013年7月31日星期三 24
图7-5
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图7-6 返回
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（2）设备同步
• 进行串行通信的两台设备必须同步工作才 能有效地检测通信线路上的信号变化，从 而采样传送数据脉冲。 • 设备同步对通信双方有两个共同要求：
一是通信双方必须采用统一的编码方法； 二是通信双方必须能产生相同的传送速率。
此，全双工配置是一对单向配置，它要求两端的通信
设备都具有完整和独立的发送和接受能力。 • 图7-2所示为串行通信中的数据传送方式。
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图7-2 串行通信中的数据传送方式
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2013年7月31日星期三 11
7.1.3异步通信和同步通信
• 串行通信有两种基本通信方式，即异步通信和同步通信。 1、异步通信 在异步通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或 一字节数据）传送的，每一帧的数据格式如图7-3所示
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1、异步通信
• 图7-3（a）表示一个字符紧接一个字符传送的情况，上一个字符的停止位和 下一个字符的起始位是紧邻的；
• 图7-3（b）则是两个字符间有空闲位的情况，空闲位为1，线路处于等待状态。 存在空闲位正是异步通信的特征之一。 • 例如，规定用ASCII编码，字符为七位，加一个奇偶校验位、一个起始位、 一个停止位，则一帧共十位。
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2、同步通信 •
同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示（常 约定1个--2个），并由时钟来实现发送端和接收端同步， 即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据， 直到通信告一段落。
89C51串行通信解析
单片机实训
执行校长
单片机实训(第一讲下)
教学内容
串行通信的基本概念
51单片机的串行口的功能与结构
51单片机的串行口的工作方式
51单片机的串行口的波特率设置
多机通信
2
重点、难点
重点
工作方式 多机通信
难点
多机通信
3
串行通信的基本概念
通信的基本方式：并行和串行通信两种
10
51单片机的串行口的功能与结构
电源控制寄存器PCON
PCON的最高位SMOD是串行口波特率系数控制位。 SMOD=1时，波特率加倍。其它位与串口无关。
11
51单片机的串行口的工作方式
工作方式0
方式0为同步移位寄存器输入/输出方式，常用于扩展 I/O口。
工作方式1
方式1为8位异步通信方式；一帧由10位组成；波 特率可变。 为了接受准确无误，控制器将1位的传送时间分为 16等份，在第7，第8及第9等份，在信号中央采样 三次，至少两次相同的值作为数据。这样能较好地 消除干扰的影响。
并行通信是构成一组数据的各位同时进行传送。
串行通信是数据一位接一位地顺序传送。
串行通信分为：异步传送和周步传送。
异步传送方式：
在异步通信中，数据是以帧为单位传送的。在帧格式中，一个字 符由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。首 先是一个起始为（0），然后是5位--8位数据（规定低位在前，高 位在后），接下来是奇偶校验位（可省略），最后是停止位（1）。
4
串行通信的基本概念
异步通信数据格式
5
51单片机的串行口的功能与结构
单片机串行口的功能：
强大的全双工，可同时接收和发送数据。 接收和发送均可工作在查询或中断方式。
执行校长
单片机实训(第一讲下)
教学内容
串行通信的基本概念
51单片机的串行口的功能与结构
51单片机的串行口的工作方式
51单片机的串行口的波特率设置
多机通信
2
重点、难点
重点
工作方式 多机通信
难点
多机通信
3
串行通信的基本概念
通信的基本方式：并行和串行通信两种
10
51单片机的串行口的功能与结构
电源控制寄存器PCON
PCON的最高位SMOD是串行口波特率系数控制位。 SMOD=1时，波特率加倍。其它位与串口无关。
11
51单片机的串行口的工作方式
工作方式0
方式0为同步移位寄存器输入/输出方式，常用于扩展 I/O口。
工作方式1
方式1为8位异步通信方式；一帧由10位组成；波 特率可变。 为了接受准确无误，控制器将1位的传送时间分为 16等份，在第7，第8及第9等份，在信号中央采样 三次，至少两次相同的值作为数据。这样能较好地 消除干扰的影响。
并行通信是构成一组数据的各位同时进行传送。
串行通信是数据一位接一位地顺序传送。
串行通信分为：异步传送和周步传送。
异步传送方式：
在异步通信中，数据是以帧为单位传送的。在帧格式中，一个字 符由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。首 先是一个起始为（0），然后是5位--8位数据（规定低位在前，高 位在后），接下来是奇偶校验位（可省略），最后是停止位（1）。
4
串行通信的基本概念
异步通信数据格式
5
51单片机的串行口的功能与结构
单片机串行口的功能：
强大的全双工，可同时接收和发送数据。 接收和发送均可工作在查询或中断方式。
第2章89C51单片机引脚及其功能 ppt课件
当I/O口作为输入时，应先向此口锁 存器写入全1， 此时该口引脚浮空， 可作高阻抗输入。
PPT课件
30
1、P0口：
漏极开路的8位准双向I/O口，每位能驱动8个 LS型TTL负载。
在CPU访问片外存储器时，P0口为分时复用的 低8位地址总线和8位数据总线。
在Flash ROM编程时，P0端口接受指令字节； 而在校验程序时，则输出指令字节。
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PPT课件
10
1、中央处理单元（89C51CPU）
1）运算器 • 2）控制器
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PPT课件
11
1）运算器
（1）8位的ALU：可对4位、8位、16位数据进行操作。
（2）8位累加器ACC（A）：它经常作为一个运算数经 暂存器2进入ALU的输入端，与另一个来自暂存器1的运 算数进行运算，运算结果又送回ACC。
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PPT课件
14
（2）指令寄存器IR及指令译码器ID
由PC中的内容指定ROM地址 取出来的指令经IR送至ID 由ID对指令译码产生一定序列的控制
信号，以执行指令所规定的操作。
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PPT课件
15
（3）振荡器和定时电路
89C51单片机片内有振荡电路，只需外接石英 晶体和频率微调电容（2个30pF左右），其频 率范围为1.2MHz~12MHz。该信号作为89C51工 作的基本节拍即时间的最小单位。
当该引脚接低电平时，CPU只访问片外ROM 并执行外部程序存储器中的程序。
PPT课件
28
三、控制信号引脚：
RST、ALE、PSEN和EA
EA/Vpp（31脚）：
Vpp：对89C51片内 Flash ROM固化编 程时，编程电压输入端（12-21V）。
PPT课件
30
1、P0口：
漏极开路的8位准双向I/O口，每位能驱动8个 LS型TTL负载。
在CPU访问片外存储器时，P0口为分时复用的 低8位地址总线和8位数据总线。
在Flash ROM编程时，P0端口接受指令字节； 而在校验程序时，则输出指令字节。
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10
1、中央处理单元（89C51CPU）
1）运算器 • 2）控制器
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1）运算器
（1）8位的ALU：可对4位、8位、16位数据进行操作。
（2）8位累加器ACC（A）：它经常作为一个运算数经 暂存器2进入ALU的输入端，与另一个来自暂存器1的运 算数进行运算，运算结果又送回ACC。
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14
（2）指令寄存器IR及指令译码器ID
由PC中的内容指定ROM地址 取出来的指令经IR送至ID 由ID对指令译码产生一定序列的控制
信号，以执行指令所规定的操作。
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15
（3）振荡器和定时电路
89C51单片机片内有振荡电路，只需外接石英 晶体和频率微调电容（2个30pF左右），其频 率范围为1.2MHz~12MHz。该信号作为89C51工 作的基本节拍即时间的最小单位。
当该引脚接低电平时，CPU只访问片外ROM 并执行外部程序存储器中的程序。
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28
三、控制信号引脚：
RST、ALE、PSEN和EA
EA/Vpp（31脚）：
Vpp：对89C51片内 Flash ROM固化编 程时，编程电压输入端（12-21V）。
第七章89C51串行口及串行通信技术
•
在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保 证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号。
• 同步传送可以提高传输速率（达56kb/s或更高），但硬件比较复杂。
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2019年4月4日星期四 19
3、波特率（Baud rate）
• 波特率，即数据传送速率，表示每秒钟传送二进制代码的 位数，它的单位是b/s。 • 波特率对于CPU与外界的通信是很重要的。
• 假设数据传送速率是120字符/s，而每个字符格式包含1个
代码位（1个起始位、1个终止位、8个数据位）。这时， 传送的波特率为：
10b／字符×120字符／s＝1200b／s
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2019年4月4日星期四 20
3、波特率（Baud rate）
• 每一位代码的传送时间Td为波特率的倒数。
Td＝1b／（1200bs-1）＝0.833ms
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2019年4月4日星期四 15
1、异步通信
• 图7-3（a）表示一个字符紧接一个字符传送的情况，上一个字符的停止位和 下一个字符的起始位是紧邻的；
• 图7-3（b）则是两个字符间有空闲位的情况，空闲位为1，线路处于等待状态。 存在空闲位正是异步通信的特征之一。 • 例如，规定用ASCII编码，字符为七位，加一个奇偶校验位、一个起始位、 一个停止位，则一帧共十位。
数据格式如图7-4所示。
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2019年4月4日星期四 17
图7-4 异步通信数据格式
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2019年4月4日星期四 18
2、同步通信
•
同步字符的插入可以是单同步字符方式或双同步字符方式，如图7-4所示，
然后是连续的数据块。同步字符可以由用户约定，当然也可以采用ASCII