第八章节串行通信
串行通信
(2)近距离通信(15米以内)，不使用MODEM(零MODEM方式)
零MODEM 方式不使用联络信号的3线连接
微机
微机
TxD RxD GND
零MODEM 方式“伪”使用联络信号的3线连接
RTS和CTS各自互接 (DB-9的7和8) DTR和DSR各自互接 （DB-9的4和6） 表明请求传送总是允许、数 据装置总准备好
发送/接收时钟=波特率x波特因子
为保证通信的正确性，串行通信双方应使用相同的波特率， 但发送/接收时钟的频率可以不同。
六、串行通信方式与通信协议
1.串行通信的基本方式
异步通信方式 以字符为单位传输，字符与字符之间的传输是异步的，
而字符内部位与位之间的传输是同步的。 同步通信方式
以数据块（字符块）为单位传输，不仅要求字符内部位 与位之间的传输是同步的，而且要求字符与字符之间的传输 也是同步的。
RS-232C信号线的使用
（1）使用MODEM,并通过交换式电话系统的电话线进行长距离通信.
微机
2 3 4 5 6 7 8 20 22
发送数据TxD 接收数据RxD 请求发送RTS 允许发送CTS 数据装置准备好DSR
信号地GND 载波检测CD 数据终端准备好DTR 振铃指示RI
MODEM
2 3 4 5 6 7 8 20 22
232C接口标准使用一个25针连接器 绝大多数设备只使用其中9个信号，所以就有了9针连接器 232C包括两个信道：主信道和次信道 次信道传输速率比主信道要低得多，其他跟主信道相同，较少 使用
DB-25型和DB-9型连接器
RS-232C的信号线定义
串行通信原理
串行通信原理串行通讯是一种在计算机领域用于数据传输的技术。
串行通讯通过一个线路逐位传输数据，相比于并行通讯的方式，更加经济和易于实现。
在串行通讯中，数据被分成逐位的信息串，这些信息串逐位传输，最终组成有意义的数据。
主要应用于计算机与周边设备之间的数据传输。
串行通信主要包括两种方式：同步串行通信和异步串行通信。
同步传输根据系统时钟处理数据传输，而异步传输较为灵活，是一种更加通用性的传输方式。
串行通讯的原理1.数据格式在串行通讯过程中，数据是以特定的格式传输的。
数据格式包括数据位、同步位、波特率和校验位。
数据位：表示每一个数据中包含的二进制位数，包括5位、6位、7位、8位等不同的长度。
通常情况下，大多数串行通讯系统都采用8位数据位。
同步位：用于标识数据传输已经开始，也就是数据的起始位置，通常情况下，同步位的值为0。
波特率：表示数据传输的速度，也就是每秒钟传输的数据位数。
波特率越高，信号传输的速度越快。
常用的波特率为9600、19200、38400、57600等。
校验位：用于检测传输数据中的错误。
通过对传输的数据进行校验位的比对，可以减少数据传输中的错误发生。
常用的校验方式有奇偶校验、校验和、循环冗余校验等。
2.串行通讯的流程串行通讯的流程可以分为三个主要阶段：起始位、数据位和停止位。
起始位：用于标识数据传输的开始，表示数据传输的起始位置。
通常情况下，起始位的值为0。
数据位：用于传输数据信息，包括了需要传输的数据。
停止位：用于标识数据传输的结束，表示数据传输的终止位置。
通常情况下，停止位的值为1。
串行通讯的工作原理串行通讯的工作原理主要包括：发送过程和接收过程。
1.发送过程在发送过程中，数据被通过串行通讯数据线逐位地传输。
发送过程中，数据被分成字节，每个字节由8位组成。
在数据传输前，发送端将数据位、同步位、波特率和校验位进行设置。
然后发送端将数据逐位地传输到接收端。
发送端会首先发送起始位表示数据传输的开始，接着发送数据位，每个字节之间间隔一段时间，以便接收端辨别每个字节，并识别出其所代表的意义。
第8章 串行通信
中国石油大学胜利学院
10/95
RXD
接收移位寄存器
IN
INT 接收数据缓冲器
DATA Bus
PE OE FE
奇偶错
RXC 溢出错 帧错
RESET WR RD CS
CONTROL
TXC
TBE
发送缓冲器空
发送数据缓冲器 发送移位寄存器
TXD OUT
中国石油大学胜利学院
11/95
8.2
STC12C5A60S2单片机的串行口
D7 SM0/FE D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0
SM1
SM2
REN
TB8
RB8
TI
RI
SM0/FE：PCON寄存器中的SMOD0位为1时，该位用于帧错误检 测，当检测到一个无效停止位时，通过UART接收器设置该位。它必须由 软件清零。PCON寄存器中的SMOD0为0时，该位和SM1一起指定串行通 信的工作方式
STC12C5A60S2单片机具有2个采用UART工作方式 的全双工串行通信接口（串口1和串口2）。每个串口由2个 数据缓冲器、1个移位寄存器、1个串行控制寄存器和一个 波特率发生器等组成。每个串口的数据缓冲器由串行接收 缓冲器和发送缓冲器构成，它们在物理上是独立的，既可 以接收数据也可以发送数据，还可以同时发送和接收数据。 接收缓冲器只能读出，不能写入，而发送缓冲器则只能写 入，不能读出。它们共用一个地址号。STC12C5A60S2的 串行口既可以用于串行异步通信，也可以构成同步移位寄 存器。如果在串行口的输入/输出引脚上加上电平转换器， 可以方便地构成标准的RS-232接口。串口1与传统8051单片 机的串口完全兼容。串口2的结构、工作原理与串口1类似。
串行通讯基本知识
RS232C 标准规定设备间使用带"D"型 25 针连接器的电缆通信。“D"型 25 芯
标准连接器见图 2 所示。在这 25 根引线中，有 20 根要用作信号线，其他 3 根（11、 18、25）未定以用途，2 根（9、10）备用。
表 2 对 RS232C 的 25 针连接器引脚定义进行了说明 表 2 RS232C 标准 25 针连接器引脚定义
5、RS23C 的连接方法
在 RS232C 的机械结构中，有 25 个插针的连接器（DB-25）。数据采集和控制 系统中如果有联网通信，和在本地和远程控制数据时，RS232C 是数据终端设备 和调制解调器之间的接口标准，所以数据终端设备和调制解调器各有对应的规 格，通信会连接的双方必须配对。
终端与终端之间连接的例子如图 4 所示
备用
备用
未定义
从 DCE 至 数据载波检测（二次
DTE
通道）
从 DCE 至 DTE
允许发送（二次通道）
从 DTE 至 DCE
传送数据（二次通道）
从 DCE 至 DTE
传送时钟
从 DCE 至 接受数据线（二次通
DTE
道）
从 DTE 至 DCE
接受时钟
未定义
从 DTE 至 DCE
请求发送（二次通道）
从 DTE 至 DCE
CTS
从 DCE 至 DTE
允许发送
6
data set ready
DSR
从 DCE 至 数据设备（DCE）准备
DTE
好
7
signal ground
SG
8 data carrier detect DCD
串行通信(RS-232,COM口,回路)
串行通讯 物理接口
串行通讯接口(cluster communication port)是遵循RS-232标准的物理接口： (简称COM口，有时候也叫做RS-232接口) • • • 常用的是9管脚DB-9型接口 ，PC上的COM口一般就是这种。 也有25管脚的DB-25型接口，这种接口存在于早期台式机电脑上，目前几乎没有了， 目前台式机或笔记本上的25针接口是并口的(LPT接口)，不要弄错。 最近，8管脚的RJ-45型接口越来越普遍用作COM接口，其管脚分配有两种标准： 1. EIA/TIA-561 标准。 2. Yost 标准。(Yost Serial Device Wiring Standard, 串连设备配线标准, 由Dave Yost 发明, 被广泛使用在Unix计算机上) 此外，还有非标准设备，如接收GPS数据，采用了8针的圆形COM接口。
• •
串行通信 接口标准
串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种： • • • 除EIA-RS-232外，常用物理标准还有EIA-RS-422A、EIA-RS-423A、EIA-RS-485，这 些标准都是在EIA-RS-232的基础上经过改进而形成的。 RS-232 使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易 产生共模干扰，所以抗噪声抗干扰性弱，通常用于15m以内的通信。 在通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 。RS-485 采用平衡发送和差分接 收，因此具有抑制共模干扰的能力，加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至 200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS-422 的电气性能与 RS-485 完全一样。 RS-422 与 RS-485 的区别主要在于： RS-422 有4根信号线，两根发送(Y、Z)、两根接收(A、B)，收与发是分开的，可以同 时收和发(全双工)。而RS-485 只有2根信号线，发送和接收都是A和B，收和发共用两 根线，不能够同时收和发(半双工)。
串行通信的工作原理
串行通信的工作原理串行通信是一种在计算机或其他电子设备之间传输数据的方式，其工作原理是通过逐位地传输数据，从而实现数据的传输和通信。
串行通信与并行通信相比，具有传输速度较慢但传输距离较远、传输线数量较少的优势。
在串行通信中，数据以位的形式传输，即每次只传输一个位。
数据通过串行通信线路一个接一个地传输，按照一定的协议和规则进行传输。
串行通信的工作原理主要包括以下几个方面：1. 数据传输方式：串行通信通过一个传输线路逐位地传输数据，通常是通过串行通信线路传输数据。
数据在传输线路上传输时，会经过编码和调制处理，以确保数据传输的可靠性和准确性。
2. 数据传输速率：串行通信的数据传输速率通常以波特率（Baud rate）来衡量，波特率表示每秒传输的波特数，也可以理解为每秒传输的符号数。
波特率越高，数据传输速度越快。
3. 数据帧结构：在串行通信中，数据通常以数据帧的形式传输。
数据帧包括数据字段、校验字段、控制字段等，用于确保数据传输的正确性和完整性。
4. 数据传输协议：串行通信通常使用一定的数据传输协议，如UART（通用异步收发传输）协议、SPI（串行外设接口）协议、I2C（Inter-Integrated Circuit）协议等。
这些协议定义了数据传输的格式、时序、校验等规则，用于确保数据的可靠传输。
5. 数据传输方式：串行通信可以采用同步传输方式和异步传输方式。
同步传输方式需要发送方和接收方之间保持时钟同步，数据按照时钟信号进行传输；而异步传输方式则不需要时钟信号，数据的传输是根据数据帧的起始和停止位进行的。
总的来说，串行通信的工作原理是通过逐位传输数据，通过数据传输线路、数据传输方式、数据帧结构、数据传输协议等多个方面的配合，实现数据的传输和通信。
串行通信在计算机、通信、工业控制等领域广泛应用，是现代电子设备数据传输的重要方式。
串行通信
串行通信串行通信概述通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。
串行通信是其中一种数据通信方式，常使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。
使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符目录∙串行通信概述∙串行通行的分类∙串行通信的特点及与并行通信的区别∙串行通信的数据传输方式∙串行通信的调幅方式∙串行通信的数据传输速率∙串行通信概述o通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。
串行通信是其中一种数据通信方式，常使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。
使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。
∙串行通行的分类o１．同步通信它是一种在发送端发送一个抑抑制载波的双边带信号，而在接收端恢复载波，再进行检波的通信方式。
因为恢复的载波与被接收的信号载波同频同相，故取名为同步通信，也称抑制载波双边带通信。
同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。
信息中含有若干个数据字符。
它们均由CRC即同步字符、数据字符和校验字符组成。
同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始；数据字符位于同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符一般有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。
同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。
２．异步通信异步通信有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。
其数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送，字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。
发送端和接收端可以由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。
串行通信
5.2 与串行口有关的特殊功能寄存器数据的各位同时传送的称为并行通信；数据一位一位串行传送的称为串行通信。
1、数据缓冲器SBUF其内部RAM字节地址是99H。
在物理上，对应着两个独立的寄存器：一个发送寄存器，一个接受寄存器。
发送时，就是CPU写入SBUF的时候；接收时，就是读取SBUF的过程，就收寄存器是双缓冲的，以避免在接受下一帧数据之前CPU未能及时响应接收器的中断，没有把上一帧数据读走而产生两帧数据重叠的问题。
2、串行口控制寄存器SCON该寄存器用于选择串行通信的工作方式和控制、监视串行口的工作状态。
f是振荡器频率，●SM0、SM1（SCON.7、SCON.6）：串行口工作方式选择位。
其中，osc●SM2（SCON.5）：多机通信控制位，允许方式2或方式3多机通信控制位。
●REN（SCON.4）：允许/禁止串行接受控制位。
REN=1时，允许串行接受；REN=0时，禁止串行接受。
用软件置位/清除。
●TB8（SCON.3）：方式2和方式3中要发送的第9位数据。
●RB8（SCON.2）：方式2和方式3中接受到的第9位数据。
方式1中接收到的是停止位；方式0中不使用这一位。
●TI（SCON.1）：发送中断请求标志位。
●RI（SCON.0）：接受中断标志。
方式0中，第8位数据被接收后由硬件置1；在其他方式中，当接收到停止位中间时由硬件置1，用软件清除。
3、电源控制寄存器PCON（）只有一位（最高位）SMOD 与串行口的工作有关，该位是串行口波特率系数的控制位：SMOD=1，波特率加倍；否则不加倍。
PCON 的地址为87H ，不可位寻址，因此初始化时需要字节传送。
5.3 串行口的4种工作方式1、方式0方式0时，串行接口为移位寄存器的输入输出方式，主要用于扩展并行输入或输出接口。
数据由RXD （P3.0）引脚输入或输出，同步移位脉冲由TXD （P3.1）引脚输出。
发送和接受均为8位数据，地位在先，高位在后。
串行通信简介
串行通信简介一、并行通信与串行通信数据传输的两种方式为并行和串行。
并行通信传输中，一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，以字或字节为单位并行进行。
并行通信使用的通信线路多、成本高，另外由于线路长度增加时，干扰增加，数据也容易出错，所以并行方式不适宜远距离通信，工业上很少使用。
串行通信使用一条数据线，将数据一位接一位地按顺序依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度，只需要较少的通信线路就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信，工业上广泛使用。
二、同步通信与异步通信串行通信一般又分为同步通信和异步通信。
同步通信收发设备需要使用一根同步时钟信号线，在时钟信号的驱动下双方进行协调，同步数据。
例如，通信中双方通常会统一规定在时钟信号的上升沿（或下降沿）对数据线进行采样。
异步通信则不需要同步时钟信号，而是采用字符同步的方式，字符帧格式如图12-59所示。
图12-59 异步通信的字符帧格式发送的字符由1个低电平起始位、7或8个传送信息数据位、1个奇偶校验位（可以没有）、1或2个停止位组成。
通信双方需要对采用的字符帧格式和数据的传输速率做相同的约定。
异步通信传送的附加位（非有效传送信息）较多，传输效率低，但随着通信速率的提高，可以满足控制系统通信的要求。
S7-1200 PLC采用异步通信方式。
提示：串行通信中，波特率指的是数据传输速率，即每秒传送的二进制位数，其符号为bit/s或bps。
三、单工、半双工与全双工通信单工通信只支持数据在一个方向上传输，不能实现双向通信，例如电视、广播。
半双工通信允许数据在两个方向上传输，但同一时刻只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信。
在同一时间只可以有一方接收或发送信息，可以实现双向通信，如对讲机。
全双工通信允许数据同时在两个方向上传输，因此全双工通信是两个单工通信方式的结合。
在同一时间可以同时接收和发送信息，实现双向通信，如电话通信。
串行通信课件
七■小结
本节课我们学习了串行通信的基本概念，包括： ▼串行通信的概念：即借助于1根传输线将数据1位1位地进行传输； ▼串行通信的特点：传输速度慢，节省传输线； ▼串行通信的数据传送方式：单工、半双工和全双工； ▼串行通信的基本方式：同步通信和异步通信； ▼异步通信的数据格式：1位低电平的起始位+5〜8位的数据位+校验位（可 选）+1~2位的高电平的停止位； ▼数据传输率：波特率。
并行通信的特点: ▼传输速度快，效率高； ▼需要的数据线多，所以传输成本高。
串行通信的特点: ▼传送速度较慢； ▼仅需要1根传输线，所以节省传输线。
二■串行通信的数据传送方式
按照数据在传输线上的传输方向，串行通信可分为：单工通信、半双工 通信和全双工通信。
半双工通信
三■串行通信基本方式
▼根据数据的分界及同步的方法不同，串行通信基本方式分为两种： 同步通信和异步通信。 ▼同步通信是以同步字符开始、以CRC校验字符结束的数据块为信息 单位，而每个数据块的长度根据需要而定，因此同步通信要求收发 双 方的时钟严格同步。 ▼异步通信是以起始位开始、以停止位结束的字符为信息单位，所以 收发双方的时钟不要求严格同步，只要在一个字符内收发双方的时钟 同步即可。
单片机的串行口 -串行通信
杨凌霄教授河南理工大学
一■串行通信及特点
▼通信是单片机与外界的信息传输。按每次传输的二进制数位数通信分为： 并行通信和串行通信。 ▼并行通信是将多位数据在多条并行传输线上同时传输；而串行通信则是通 过一根数据线，将数据一位一位地顺序传输；2种方式都需共地。
一■串行通信及特点
低位
校验位
位
空闲位
1---1
起始位
0 0/1
第八章串行通信技术
第八章串行通信技术§8。
1串行通信的概述及RS-232C总线教学方法:讲授法教学目的:1、了解单片机串行通信的基本方法。
2、掌握单片机串行通信的相关概念。
3、了解RS-232C总线。
4、了解RS-232C总线电平及计算机信号电平教学重点：串行通信的方式教学难点:波特率的理解和信号电平的理解教学过程：组织教学：授课课时：（2课时）扳书课题：§8。
1串行通信的概述及RS-232C总线引入新课：一、串行通信概述1、什么叫串行通信？并行、串行举生活中的例子（排横队行走，排纵队行走）说明；引出并行通信，串行通信的概念。
P00P01 外设1P02P0389C51RXD外设2TXD串行通信就是使计算机中的数据一位一位地按先后顺序在一根传输线上传送。
通常有两种基本的通信方式：异步通信和同步通信。
2、异步通信和同步通信回顾在数字电路中所学的移位寄存器工作原理。
可提问学生。
异步通信：异步——发送时钟不一定等于接收时钟。
如下图：数据传送是帧的形式传送，每一帧数据包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位四部分。
其中数据位可以是5位、6位、7位、8位。
在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可以省略），最后是停止位1。
用这种格式表示字符，则字符可以一个接一个地传送。
特点：不同速度的外设可相互传送，但传送数据比实际数据位数多（加起始位、停止位等），占用CPU时间，传送速度较慢。
同步通信同步——发送设备时钟等于接收设备时钟。
在同步通信中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间；所以在数据块传递时，为了提高速度，常去掉这些标志，采用同步传送。
由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂。
发送方和接收方时钟完全一样，只要双方同时准备好（同步），可直接传送数据，无需附加多余的控制位，传送数据效率高，但设备要求高。
串行通信
现实中，容易带入串行通信干扰的因素包括：
（1）环境电磁干扰在串行通信工作设备附近，无可避免的存在强电设备、功率发射台等。这些设备发射/感 应的强电磁场感应区内，环境电磁干扰强。串行通信设备工作在这种环境下，由于噪声(干扰)在信号电平上的叠 加，引发了通信双方数据错误。
特点
特点
数据在单条一位宽的传输线上，一比特接一比特地按顺序传送的方式称为串行通信。在并行通信中，一个字 节（8位）数据是在8条并行传输线上同时由源传到目的地；而在串行通信方式中，数据是在单条1位宽的传输线 上一位接一位地顺序传送。这样一个字节的数据要分8次由低位到高位按顺序一位位地传送。由此可见，串行通信 的特点如下：
简介
简介
串行通信技术，是指通信双方按位进行，遵守时序的一种通信方式。串行通信中，将数据按位依次传输，每 位数据占据固定的时间长度，即可使用少数几条通信线路就可以完成系统间交换信息，特别适用于计算机与计算 机、计算机与外设之间的远距离通信。串行通信多用于系统间通信（多主控制系统）、设备间（主控设备与附属 设备）、器件间（主控CPU与功能芯片）之间数据的串行传送，实现数据的传输与共享。
串行总线通信过程的显著特点是：通信线路少，布线简便易行，施工方便，结构灵活，系统间协商协议，自 由度及灵活度较高，因此在电子电路设计、信息传递等诸多方面的应用越来越多。
串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。使用一条数据线，将数 据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息， 特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
第8章串行数据通信
MOV @R0，A CLR RI INC R0 SJMP WAIT
；查询等待
；读取接收数据 ；保存数据
；准备下一次接收
2.中断方式：
MAIN： H：
RINT：
ORG AJMP … SJMP CLR MOV MOV INC RETI
0023H
RINT
起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位
起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 停止位
一帧字符发送/接收结束，置位标志位(TI/RI)， 并申请串行中断。
中断控制：中断允许位ES、总允许EA； 中断入口：0023H•。第8章串行数据通信
一、串行接口控制：
接收完一帧，若RI=0且第9位为1 (或SM2=0)，将接收数据
装入接收SBUF，第9位装入RB8，使RI=1；否则丢弃接收数据，
不置位RI。
•第8章串行数据通信
时序图：
写入 SBUF
TXD输出
起始位
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TB8 停止位
TI
检测 负跳变
RXD输入
起始位 D0
（1）方式0：同步移位寄存器方式
用于扩展并行I/O接口。 1. 一帧8位，无起始位和停止位。 2. RXD：数据输入/输出端。
TXD：同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。
3. 波特率B＝fosc/12 如：fosc＝12MHz，B＝1MHz，每位数据占1s。
4. 发送过程：写入SBUF，启动发送，
RXD
数据
低→高
QH
（2） SIN
S/L CLK
第8章 串行通信 -免费下载培训课件
2. UART对RxD线的采样
UART对RxD线的采样是由接收时钟RxC完成的。其周期TC和
所传数据位的传输时间Td(位速率的倒数)必须满足如下关
系：
TC
Td K
式中，K=16或64。现以K=16来说明UART对RxD线上字符帧
的接收过程。
平常，UART按RxC脉冲上升沿采样RxD线。当连续采到RxD线 上8个低电平(起始位二分之一位置)后，UART便确认对方在 发送数据(不是干扰信号)。此后，UART便每隔16个RxC脉冲 采样RxD线一次，并把采到的数据作为输入数据，以移位方 式存入接收移位寄存器。
8.1.1
串行通信的基本方式
2. 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 传送一帧信息。这里的信息帧和异步通信中的字符帧不同， 通常有若干个数据字符，如下图所示。
同步字符帧由同步字符、数据字符和校验字符三部分组成。 其中，同步字符位于帧结构开头，用于确认数据字符的开始 (接收端不断对传输线采样，并把采到的字符和双方约定的 同步字符比较，只有比较成功后才会把后面接收到的字符加 以存储)；数据字符在同步字符之后，个数不受限制，由所 需传输的数据块长度决定；校验字符有1～2个，位于帧结构 末尾，用于接收端对接收到的数据字符的正确性的校验。
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
1
Td
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：
第8章 串行通信
7
6
5
4
3
2
1
0
D4 错误标志位复位。8251A允许设置三个出错标志 位，分别是奇偶校验错标志PE、溢出标志OE、帧校验 错标志FE。当D4=1时，使这三个出错标志位清0。 D5 请求发送位，当D5=1时，使引脚 RTS 输出低电 平，表示已做好准备，请求发送数据。 D6 内部复位信号。正常工作时，该位为0。当D6=1 时，8251A内部电路复位，重新对芯片初始化才能正常 工作。 D7 外部搜索方式位，该位只对内同步方式有效。当 D7=1时，表示开始搜索同步字符。
CTS =1。
D3 奇偶错标志位。当D3=1时，表示产生了奇偶错。 D4 溢出错标志位。当D4=1时，表示产生了溢出错，即 CPU还没有将当前字符数据取走，下一个字符数据又来 了。 D5 帧校验错标志位，只对异步方式有效，当D5=1时， 表示未校验到停止位。
8251A的初始化编程 由于8251A有2个控制字，而控制字端口地址只有一 个，所以在初始化编程时，控制字的写入是有顺序的。 （1）芯片复位后，首先往控制端口写入的是方式选 择控制字； （2）如果在方式选择控制字中，规定8251A是同步 工作方式，则接下来向控制端口写入1个或2个同步 字符； （3）然后就是从控制端口写入操作命令控制字。
串行传送速率
每秒钟传送的数据位数称为波特率，单位 为波特（bps）。在串行通信中，利用波特率 来表示数据传送的速率。 异步串行传送常用的波特率为110， 300，600，1200，2400，4800，9600， 19200，28800，36400，57600波特。同步 传送的波特率高于异步传送的波特率。
接收缓冲器和接收控制电路
D7～D0 数据 总线 缓冲器 发送 缓冲器 TxD TxRDY TxE TxC
第8章---串行通信基础理论
1 串行通信的基本概念
异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与字符之间的间隙 （时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的， 即字符之间是异步的（字符之间不一定有“位间隔”的整数倍的关 系），但同一字符内的各位是同步的（各位之间的距离均为“位间隔” 的整数倍）。
间隙任意 接 收 10100100 1 设 备
1 0 1 0 1 1 0 0
发 送 设 备
1 串行通信的基本概念
优点：并行通信控制简单、传输速度快；
缺点：由于传输线较多，长距离传送时成本 高且接收方的各位同时接收存在困难。
1 串行通信的基本概念
• 串行通信是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。
接 收 设 备
D0
D7
8位顺次传送
2 单片机串行口
串行口的结构： 有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用同 一地址99H ；接收器是双缓冲结构 ；发送缓冲器，因为发 送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。
TXD SBUF
TH1 TL1 1
控制门 发送控制器
÷16
TI
去串口中断
≥1
A
T1溢出率
÷2
0 SMOD
接收控制器 移位寄存器
设置串行口关键代码
TMOD=0x20; TH1=0xfa; TL1=0xfa; SCON=0x50; PCON=0x80; EA=1; ES=1; TR1=1;
串行口使用关键代码
发送端关键代码:
TI=0 ;清发送标志位 SBUF=Sdata ;发送数据赋串行 缓冲寄存器 While(!TI) ;等待数据发送完毕
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
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1． 起始位：在数据发送线上规定无数据时电平为 1，当要发送数据时，首先发 送一个低电平0，表示数据传送的开始，这就是起始位。
2． 数据位：真正要传送的数据，由于字符编码方式不同，可以是5位、6位、7 位、8位、9位等多位，数据位是由低位开始，高位结束（低位在前（左）、高位 在后（右））； 3． 奇偶校验：数据发送完后，发送奇偶校验位，以检验数据传送的正确性，这 种方法简单，容易实现。
一、结
构
805l通过引脚RXD(P3.0，串行数据接收端)和引脚TXD(P3.l，串行数据发送 端),进行串行收发。
1、两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用同一地址99H，可同时发 送、接收数据。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。 2、对于发送缓冲器，因为发送时CPU是主动的,不会发生重迭错误，所以不需 要用双缓冲结构来保持最大传送速率。 3、接收器是双缓冲结构，在前—个字节被从接收缓冲器SBUF读出之前，第二个 字节即开始被接收(串行输入至移位寄存器)
收发器 收发器
四、同步串行通信和异步串行通信
串行通信：将并行的数据分开后，一位一位地发送出去，接收方也
是一位一位地接收数据，这就需要通信的双方有一个协议，什么时候 开始发送，什么时候发送完毕；接收方收到的信息是否正确等，而这 些信息只能以电平的高低来表示，构成这些位的数据称为一帧。
1、 同步通信：有同步信号
串行通信：
数据一位一位地发送 ，常用的有（不包括地线）： 1根： 1wire
2根 ： RS232的数据收发：1根发送线、1根接收线， I2C总线：1根数据线、1根时钟线，
4根：
SPI总线：1根发送线、1根接收线、 1根时钟线，1根使能 信号线
特点： 硬件方便，接口简单，适合距离远，速度要求不高的场合
五、
例：
波特率：
单位时间内传送的位数。
电传机：传送速率120字符/秒，1个字符10位， 波特率：120×10 = 1200波特 ＝ 1200位/秒 位宽：传送过程中平均每位占用时间 Td = 0.833ms(1/1200)
常用的波特率：2400、4800、9600、19200、38400等
六、串行通信总线标准及接口
三、 串行通讯的分类：按通信进行的过程，分为：单工、半双工、全双工通信方式
1) 单
工：只容许数据由一方发、一方收，单向通讯， 如BP机。 发送器 接收器
2) 半双工：容许双向通讯，但是收发只能分时共用一路 通道，如对讲机、红外收发装置。 收发器 收发器
3) 全双工：容许数据同时双向收发，如KEILC开发装置。
第八章 串行通信
第一节 串行通信概述 第二节 MCS-51串行口结构、控制寄存器及工作方式 第三节 单片机双机通信
第一节 串行通信概述
一、微机联网： 单片机与单片机； 单片机与其他微机之间实现信息共享；
图1：典型的计算机测量与控制系统构成
二、数据通信方式：并行通信与串行通信
并行通信： 一次传输8（16、32） Bit 8根数据线，1根控制线，1根状态线， 1根地线，共11根； 特点： 速度快，适合近距离传输 计算机并口，打印机，8255
4、串行口的发送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名义进行 读或写的： • 当向SBUF发“写”命令时(执行MOV SBUF，A指令)，即是 向发送缓冲器SBUF装载并开始由TXD引脚向外发送一帧数据， 发送完便使发送中断标志位TI＝1。 当发“读”SBUF命令时(执行MOV A，SBUF指令)，即是由 接收缓冲器(SBUF)取出信息通过8051内部总线送CPU。 在满足串行口接收中断标志位RI＝0的条件下，置允许接收位 REN(SCON．4)＝1，就会启动接收一帧数据进入输入移位寄存 器，并装载到接收SBUF中，同时使RI＝l。
在测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异步串行通 信接口标准有：
●RS-232（RS-232A RS-232B RS-232C） ●RS422 、RS485 通信方式的选取 1． 通信速率和通信距离 这两个方面是相互制约的，降低通信速率，可以提高通信距离 RS-232C：速率： 20Kbit/S，最大通信距离 ：15m RS422： 10Mbit/s， ：300m 90Kbit/s， ：1200m 2． 抗干扰能力 采用标准的通信接口，本身具有一定的抗干扰能力，但是工业现场的情况往往很恶 劣，因而要根据具体情况进行选择。 RS232C：一般场合，逻辑1=-3～-15V ，逻辑0=+3～+15V （注意与51的TTL电平 不同）
对于并行通信：除了数据线外，还有专门的同步信号线。
对于串行通信：先发送一个字符，作为同步字符，之后便连续发送数 据，数据之间不能有间隔，直到数据发送完毕，用时钟实现发送端和接收 端的同步，速度要比异步通信快。
2、 异步通信：
异步串行通信（RS232）规定了传输数据的结构即帧格式： 起始位 数据位 奇偶校验位 停止位
二、串行口控制字及控制寄存器
串行口控制寄存器SCON(98H)和电源控制寄存器PCON(87H)
1．串行口控制寄存器SCON(98H)
8051串行通信的方式选择、接收和发送控制以及串行口的状态 标志等均由特殊功能寄存器SCON控制和指示。
七、串行通讯的距离：
补充
1)近程通讯：机器内部、芯片之间，可用TTL电平。 15米以内，用驱动芯片，如MAX202。
2公里以内，如光电隔离器。
2)远程通讯：运用调制解调技术进行收发，如各类 Modem、俗称“猫”。
第二节 MCS-51串行口结构、控制寄存器及工作方式
8051有一个可编程的全双工串行通信接口： •它可作UART用， •也可作同步移位寄存器， •其帧格式可有8位、10位或ll位，并能设置各种波特率。
4.
停止位：表示数据传送的结束，可以是1位、1.5位或2位。高电平1有效。
帧格式：
通用异步接收/发送器（UNIVERSAL ASYNCHRONOUS RECEIVER /TRANSMITTER）： UART：8250 ， 6850 ， 51已经内嵌其中
作用： 1.数据的串行化(并行数据转化为串行数据)和反串行化（串行数据转化 为并行数据） 2.错误检验