第8章 串行通信
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。
串行通讯的概念课件
7
信号地
GND
6
数据设备准备好
DSR
6
数据准备好
DSR
7
请求发送
RTS
4
请求发送
RTS
8
清除发送
CTS
5
清除发送
CTS
9
振铃指示
DELL
22
振铃指示
DELL
2、RS-232C的接口信号 DSR DTR
RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，它们是： （1）联络控制信号线： 数据装置准备好（Data set ready-DSR)——有效时（ON）状态，表明通信装置处于可以使用的状态。 数据终端准备好(Data set ready-DTR)——有效时（ON）状态，表明数据终端可以使用。 这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。
RS-232C的接口信号 ---TxD RxD
（2）数据发送与接收线： 发送数据(Transmitted data-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。 接收数据(Received data-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。 （3）地线 有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线，无方向。
<-------->
-------->
A-------B
A--------B
A-------B
<--------－－－－－－－－－
单工
第8章 串行口原理及其应用
TXD（移位脉冲）
成于大气 信达天下
串行口的工作方式
Chengdu University of Information Technology
二、方式1
方式1是10位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚， RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中1 位起始位，8位数据位，1位停止位。
RS-422A接口 RS-485接口
成于大气 信达天下
串行通信的基本概念（十）
Chengdu University of Information Technology
RS-232C接口存在的问题
传输距离短，传输速率低 RS-232C总线标准受电容允许值的约束，使用时传输距 离一般不要超过15米（线路条件好时也不超过几十米）。 最高传送速率为20Kbps。 有电平偏移 RS-232C总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时， 收发双方的地电位差别较大，在信号地上将有比较大的 地电流并产生压降。 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。
成于大气 信达天下
串行通信的基本概念（七）
Chengdu University of Information Technology
传输速率与传输距离
传输速率
比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：位／秒 （bps）。如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含 10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的比特率 为： 10位×240个/秒 = 2400 bps 波特率表示每秒钟调制信号变化的次数，单位是：波特 （Baud）。 波特率和比特率不总是相同的，对于将数字信号1或0直接 用两种不同电压表示的所谓基带传输，比特率和波特率是 相同的。所以，我们也经常用波特率表示数据的传输速率。
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
串行通信概述
串行通信概述串行通信是一种数据传输技术，它将传输的数据位逐个串行传输，而不是同时传输多个位。
串行通信通常比并行通信慢，因为传输时间更长，但它在数据传输方面具有一定的优势。
串行通信的优点使用串行通信技术有一些明显的优点。
首先，串行通信最大使用的是一根传输线。
这意味着使用串行通信技术的设备材料成本更低，因为它们不需要使用很多线缆。
此外，因为传输速度较慢，串行通信也更适合在长距离传输数据。
因此，串行通信技术主要用于远距离通信，如在无线电通讯和卫星通信等方面。
串行通信在数据传输中更安全，因为数据以逐个比特的形式传输。
这使得数据从被入侵的风险中更容易获得保护，因为他们很难破解这种逐位传输的数据格式。
串行通信的缺点虽然串行通信有一些优势，但它也有一些缺点。
首先，传输速度比较慢，因为逐个传输的数据的传输速度较慢。
为了增加传输速度，可以使用并行通信来同时传输多个数据位。
其次，由于传输的数据以逐个比特的形式传输，设备指令可能需要更多的时间来处理数据。
这可以显著影响计算机的整体性能。
串口串口是一种常见的串行通信接口，用于将计算机连接到其他设备。
串口通常用于传输控制台和其他设备之间的操作指令。
串口通常使用串行线缆和特定的串口连接器进行数据传输。
串口还具有通常使用的标准的传输速率，因此，需要使用相同波特率的设备才能正确地通信。
串口通信使用有效载荷、校验和和控制位等机制来保证传输数据的准确性。
有效载荷是传输的实际数据位。
校验和是一种用于检查数据是否完整无误的机制。
在数据传输过程中，校验和用于检测在传输过程中可能发生的错误。
控制位用于控制数据传输的节奏和速率等因素。
总结串行通信是一种数据传输技术，它采用逐个传输数据位的方式传输数据。
串行通信技术更适用于远距离通信，并且使用成本更低。
但是，由于传输速度较慢，它可能对计算机的性能产生负面影响。
串口是一种常见的串行通信接口，提供了有效载荷、校验和和控制位等机制，以确保传输数据的准确性。
微机原理第八章 串行通信及串行接口
1. 可编程串行接口典型结构
✓状态寄存器
✓控制寄存器
✓数据输入寄存器--串行输入/并行 输出移位寄存器
✓数据输出寄存器--并行输入/串行 输出移位寄存器
2. 串行通信基本概念
在串行通信时，数据和联络信号使用同一条信号线 来传送，所以收发双方必须考虑解决如下问题： ❖ 波特率---双方约定以何种速率进行数据的发送和接收 ❖ 帧格式---双方约定采用何种数据格式 ❖ 帧同步---接收方如何得知一批数据的开始和结束 ❖ 位同步--- -接收方如何从位流中正确地采样到位数据 ❖ 数据校验--- -接收方如何判断收到数据的正确性 ❖差错处理---收发出错时如何处理 收发双方必须遵守一些共同的通信协议才能解决上述问题。
串行通信适于长距离、中低速通信
并行通信
将数据的各位同时在多根并行传输线上进行传输。
D0 0
D1 1
D2 0
源
D3 1
D4 D5
0 1
D6 1
D7 0
D0 D1 D2 D3 目 D4 的 D5 D6 D7
数据的各位同时由源到达目的地 → 快 多根数据线 → 短距离（远程费用高）
并行通信适于短距离、高速通信
工作方式下。
（8）错误检测 • 传输错误 • 覆盖错误
二、 接口与系统的连接
从结构上，可把接口分为两个部分，其中和 外设相连的接口结构与具体外设的传输要求及数 据格式相关，因此，各接口的该部分互不相同； 而与系统总线相连的部分，各接口结构类似，一 般都包括：
1． 总线收发器和相应的逻辑电路
2． 联络信号逻辑电路
接收端需要一个时钟来测定每一位的
时间长度。
波特率/位传输率---每秒传输的离散信号 的数目/每秒传输的位数。 波特率因子---
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。
单片机原理及应用系统设计-基于STC可仿真的IAP15W4K58S4系列课件第8章
➢ 停止位至下一个起始位之间是不定长的空闲位，并且规定 起始位为低电平（逻辑值为0），停止位和空闲位都是高电 平（逻辑值为1），这样就保证了起始位开始处一定会有一 个下跳沿，由此就可以标志一个字符传输的起始。而根据 起始位和停止位也就很容易得实现了字符的界定和同步。
图8-3 异步通信数据格式
➢ 起始位：必须是持续一个比特时间的逻辑0电平，标志传输一个字符开 始，接收方可用起始位使自己的接收时钟与发送方数据同步。
➢ 停止位：停止位可以是是1位、1.5位或2位，可以由软件设定。它一定是 逻辑1电平，标志着传输一个字符的结束。
➢ 空闲位：空闲位是指从一个字符的停止位结束到下一个字符的起始位开 始，表示线路处于空闲状态，必须由高电平来填充。
2.串行通信的传输方式
➢ 串行通信根据数据传输的方向及时间关系可分为：单工、 半双工和全双工。
8.2.2 串口1的工作方式
(2) 接收：当软件置位接收允许标志位REN，即REN=1时， 接收器便以选定波特率的16分频的速率采样串行接收端口 RxD，当检测到RxD引脚输入电平发生负跳变时，则说明 起始位有效，将其移入移位寄存器，并开始接收这一帧信 息的其余位。
8.2.2 串口1的工作方式
3. 方式2和方式3 ➢ 串行口1工作在方式2和方式3时，其一帧的信息由11位组成：
8.2.1 串行口1的控制寄存器
➢ SM2：允许方式2或方式3多机通信控制位。 ➢ REN：允许/禁止串行接收控制位。由软件置位REN，即
REN=1为允许串行接收状态，可启动串行接收器RxD，开始 接收信息。软件复位REN，即REN=0，则禁止接收。 ➢ TB8：在方式2或方式3，它为要发送的第9位数据，按需要由 软件置位或清0。 ➢ RB8： 在方式2或方式3，是接收到的第9位数据，作为奇偶 校 验 位 或 地 址 帧 /数据帧的标志位 。方 式 0 中不用 RB8(置 SM2=0)。方式1中也不用RB8(置SM2=0, RB8是接收到的停止 位)。
串行通信PPT课件
波特率表示每秒钟调制信号变化的次数，单位是： 波特（Baud）。
11
串行接口结构与工作原理
串行接口结构 串行通信过程 串行数据通信形式
7.2.1 AT89C52串行口的结构
单片机的串行通信及仿真
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。
串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成本 低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的传 送控制比并行通信复杂。
接
发
收
D0
D7
送
设 备
8位顺次传送
设 备
5
串行通信的传输方向
单片机的串行通信及仿真
单工 数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 半双工 数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。
SBUF
TXD 控制门
TH1 TL1
发送控制器 TI 去串口中断
1
A
÷16 ÷2
≥1
0
T1溢出率
SMOD
接收控制器 RI
SBUF
RXD 移位寄存器
13
接收数据过程
单片机的串行通信及仿真
在进行通信时，当CPU允许接收时，即SCON的REN位 设置1时，外界数据通过引脚RXD（P3.0）串行输入， 数据的最低位首先进入移位寄存器，一帧接收完毕后再 并行送入接收数据缓冲寄存器SBUF中，同时将接收控 制位即中断标志位RI置位，向CPU发出中断请求。
SM2，多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。当接收机 的SM2=1时可以利用收到的RB8来控制是否激活RI（RB8＝0 时不激活RI，收到的信息丢弃；RB8＝1时收到的数据进入 SBUF，并激活RI，进而在中断服务中将数据从SBUF读走）。 当SM2=0时，不论收到的RB8为0和1，均可以使收到的数据进 入SBUF，并激活RI（即此时RB8不具有控制RI激活的功能）。 通过控制SM2，可以实现多机通信。 在方式0时，SM2必须是0。在方式1时，若SM2=1，则只有接 收到有效停止位时，RI才置1。 REN，允许串行接收位。由软件置REN=1，则启动串行口接 收数据；若软件置REN=0，则禁止接收。
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 计算机的串行通信
电话线
连接调制解调器
2、设异步传输时的波特率为4800bps，若 每个字符对应一位起始位，七位有效数据 位，一位偶校验位，一位停止位，则每秒 钟传输的最大字符数是:（C ） A）4800 B）2400 C）480 D） 240
3、 RS—232C标准规定信号“0”和“1”的电平是 ( D )。 A）0V和+3V～+15V B）-3V～-15V和 0V C）-3V～-15V和+3V～+15V D）+3V～ +15V和-3V～-15V 4、根据串行通信规程规定，收发双方的( C )必须 保持相同。 A）外部时钟周期 B）波特率因子 C）波特率 D）以上都正确
解调（Demodulating）
调制解调器MODEM
数据终端设备DTE——数据源和目的地 数据通信设备DCE——使数据符合线路要求
11.1.3
串行接口概述
1．串行接口基本功能
11、2 串行通信接口标准
11.2.1 RS-232C接口标准 美国电子工业协会EIA制定的通用标准串行接 口
1962年公布，1969年修订 1987年1月正式改名为EIA-232D
设计目的是用于连接调制解调器 现已成为数据终端设备DTE（例如计算机）与 数据通信设备DCE（例如调制解调器）的标准 接口
可实现远距离通信，也可近距离连接两台 微机 属于网络层次结构中的最低层：物理层
1、RS-232C的电气特性
微机利用232C接口直接连接进行短距离通信。这 种连接不使用调制解调器，所以被称为零调制解 调器（Null Modem）连接 微机利用232C接口连接调制解调器，用于实现通 过电话线路的远距离通信
单片机第8章 AT89S51单片机串行通信技术
单片机原理、应用与仿真
8.1.2电源控制寄存器PCON
AT89S51单片机的串口由2个数据缓冲器、1个移位寄存器和1 个串行控制寄存器等组成。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(99H)。
sm0sm1工作方式功能简述工作方式0移位寄存器工作方式波特率为12工作方式18位数据异步收发波特率可变工作方式29位数据异步收发波特率为32或64工作方式39位数据异步收发波特率可变表81串行通信工作方式单片机原理应用与仿真811串行口控制寄存器sconsm2
第8章 AT89S51单片机串行通信接 口技术
（1）电气特性
RS-485的信号传输采用两线间的电压来表示逻辑1和逻 辑0，数据采用差分传输，抗干扰能力强，传输距离可达 到1200m，传输速率可达10Mb/s。
驱动器输出电平在-1.5V以下时为逻辑1，在+1.5V以上时 为逻辑0。接收器输入电平在-0.2V以下时为逻辑1，在 +0.2V以上为逻辑0。
FDH
--
14400
FCH
FEH
9600
FAH
FDH
4800
F4H
FAH
2400
单片机原理、应用与仿真
1200
E8H D0H
西门子PLC指令教程 第8章 通信及网络1
第8章 通信及网络
2. 网络层次结构
西门子公司的生产金字塔由4级组成，由 下到上依次是：过程测量与控制级、过程 监控级、工厂与过程管理级、公司管理级。 S7系列的网络结构如右图8.8所示。
第8章 通信及网络
生产管理 计算机
工业以太网Ethernet
S7-300
S7-300
现场总线 Profibus
3. 参数设置
在图7.14所示的对话 框，单击Properties按 钮，将弹出参数设置 对话框，如图8.16所 示。其中有两个选项 卡 ： PPI 选 项 卡 和 Local Connection选项 卡。
图8.16 参数设置（PPI选项卡）
返回本节
第8章 通信及网络
8.3 网络通信
8.3.1 控制寄存器和传送数据表 8.3.2 网络指令 8.3.3 应用实例
第8章 通信及网络
1 6
9 5
图8.11 RS-485引脚
第8章 通信及网络
（2）网络连接器 网络连接器可以用来把多个设备很容易地连接到 网络中。网络连接器有两种类型：一种是仅提供 连接到主机的接口，另一种增加了一个编程接口。 带有编程口的连接器可以把编程器或操作员面板 直接增加到网络中，编程口传递主机信号的同时， 为这些设备提供电源，而不用另加电源。
第8章 通信及网络
A
B
（a）
A
B
（b）
A
B
（c）
图8.3 单工、半双工和双工
第8章 通信及网络
起始位
数据位
奇偶校验位 停止位 空闲位
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 1 1
低位
字符n
高位
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
串行通信的基本概念概要课件
• 串行通信概述 • 串行通信 • 串行通信接口准 • 串行通信的数据式 • 串行通信的常与解 • 串行通信的展与未展望
01
串行通信概述
串行通信的定 义
01
串行通信是一种数据通信方式， 它通过一条传输线逐位传输数据， 数据在传输线上以位（bit）为单 位顺序传输。
02
在串行通信中，发送端将数据拆 分成一位一位的位流，然后依次 发送，接收端再将这些位流重新 组合成原始数据。
详细描述
无线串行通信技术利用无线电波或红 外线等介质传输数据，具有灵活、便 捷的优点，广泛应用于移动设备、智 能家居等领域。
物联网中的串行通信技术
总结词
物联网中的设备数量庞大，需要高效的串行通信技术进行数据传输。
详细描述
物联网中的串行通信技术需要支持大量设备的连接和数据传输，同时保证数据的安全性和稳定性。在 智能交通、智能农业等领域有广泛应用前景。
信，但实现起来相对复杂且成本较高。
多线制传
总结词
多线制传输是一种数据传输方式，它使用多条信号线 来同时传输多个信号。
详细描述
多线制传输通过使用多条信号线来同时传输多个信号， 可以实现更高的数据传输速率。常见的多线制传输方式 包括差分信号传输和多相时钟信号传输等。差分信号传 输使用一对差分线来传输信号，具有抗干扰能力强、低 电压摆幅等优点。多相时钟信号传输使用多个相位不同 的时钟信号来控制数据的发送和接收，可以提高数据传 输的可靠性。多线制传输适用于高速、高可靠性的通信 系统。
同步 传
总结词
同步传输是一种数据传输方式，它需要一个 同步时钟信号来控制数据的发送和接收。
详细描述
在同步传输中，数据以帧为单位进行传输， 每个帧由同步头和数据两部分组成。同步头
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8.2
STC12C5A60S2单片机的串行口
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。
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第8章
串行通信
8.1 通信的有关概念
8.2 STC12C5A60S2单片机的串行接口 8.3 STC12C5A60S2单片机的SPI接口
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8.1 通信的有关概念
实际应用中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进 行信息的交换，计算机之间也需要交换信息，所有这些 信息的交换均称为“通信”。
位号 位名称 D7 SMOD D6 SMOD0 D5 LVDF D4 POF D3 GF1 D2 GF0 D1 PD D0 IDL
其中，与串行通信相关的位是SMOD和SMOD0。 SMOD：串行口波特率系数控制位。复位时，SMOD=0。 1：使方式1、方式2和方式3的波特率加倍。 0：各工作方式的波特率不加倍。 SMOD0：帧错误检测有效控制。复位时，SMOD0=0。 1：SCON寄存器中的SM0/FE位用于FE（帧错误检测）功能。 0：SCON寄存器中的SM0/FE位用于SM0功能，和SM1一起指定 串行通信的工作方式。
1
1
0
0/1
0/1
低位
高位
下降沿指出 下一个字符的开始
位的时间长度取决于波特率
b)
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在异步数据传送中，CPU与外设之间事先必须约好两项事宜：
第一、字符格式。双方要约好字符的编码形式、奇偶校验形式、 以及起始位和停止位的规定。
第二、波特率（Baud rate）。波特率是衡量数据传送速率的指标， 它要求发送站和接收站都要以相同的数据传送速率工作。
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TI：发生中断标志位。在方式0时，当串行发送数据字第八位结束时， 由内部硬件置位（TI=1），向CPU申请发生中断。CPU响应中断后，必须用 软件清零，取消此中断标志。在其他方式时，它在停止位开始发送时由硬 件置位。同样，必须用软件使其复位。 RI：接收中断标志位。在方式0时，串行接收到第八位结束时由内部硬 件置位。在其他方式中，它在接收到停止位的中间时刻由硬件置位，也必 须用软件来复位。 当一帧数据发送完成时，发送中断标志TI被置位，接着发生串口中断， 进入串口中断服务程序。但CPU事先并不能分辨是TI还是RI的中断请求， 因此，必须在中断服务程序中用位测试指令加以判别。两个中断标志位TI 及RI均不能自动复位，必须在中断服务程序中使用清中断标志位指令，撤 销中断请求状态，否则原先的中断标志位状态又将表示有中断请求。
A B A K K B A B
a)
b)
c)
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2）主从多终端通信方式
A站可以向多个终端（B、C、D„）发出信息。在A站允许的条件 下，可以控制管理B、C、D„等站在不同的时间向A站发出信息。根据 数据传送的方向又可分为多终端半双工通信和多终端全双工通信。这 种多终端通信方式常用于主――从计算机系统通信中。
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2. 串口2控制寄存器S2CON 寄存器S2CON（地址为9AH，复位值为00H）用于确定串口2的 操作方式和控制串口2的某些功能，也可用于发送和接收第9个数据位 （S2TB8、S2RB8），并设有接收和发送中断标志（S2RI及S2TI）位 。S2CON各位的意义如下：
按照串行数据的同步方式，串行通信本身又分为异步传送和同步传送两种 基本方式。 (1)异步传送 在异步传送中，每一个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束 的标志，它是以字符为单位一个个的发送和接收的。
异步传送时，每个字符的组成格式如下：首先是一个起始位表示字符 的开始；后面紧跟着的是字符的数据字，数据字可以是5，6，7或8位数据， 在数据字中可根据需要加入奇偶校验位；最后是停止位，其长度可以是一 位，一位半或两位。所以，串行传送的数据字节加上成帧信号起始位和停 止位就形成一个字符串行传送的帧。起始位用逻辑“0”低电平表示，停 止位用逻辑“1”高电平表示。图（a）所示为数据字为7位的ASCII码，第 8位是奇偶校验位。加上起始位、停止位，一个字符由10位组成。这样形 成帧信号后，字符便可以一个接一个的传送了。
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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
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4．辅助寄存器AUXR
SYN 字符#1
SYN 字符#2
数据
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2．按照数据的传送方向分类 1）点对点传输
一般情况下，串行数据传送是在两个通信端之间进行的。其数据 传送的方式有如图所示的几种情况。 图（a）为单工通信方式。A端为发送站，B端为接收站，数据仅能 从A站发至B站。 图（b）为半双工通信方式。数据可以从A发送到B，也可以由B发送 到A。不过同一时间只能作一个方向的传送，其传送方式由收发控制开 关K来控制。 图（c）为全双工通信方式。每个站（A、B）既可同时发送，又可 同时接收。
(2)同步传送
所谓同步传送就是去掉异步传送时每个字符的起始位和停止位的 成帧标志信号，仅在数据块开始处用同步字符来指示。如下图所示。 同步传送的有效数据位传送速率高于异步传送，可达50千波特。其缺 点是硬件设备较为复杂，因为它要求要有时钟来实现发送端和接收端 之间的严格同步，而且对时钟脉冲信号的相位一致性还要求非常严格， 为此通常还要采用“锁相器”等措施来保证。
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
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并行通信与串行通信
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，是指数据的各位同时进行传送的方式。其特 点是传输速度快，但当距离较远，位数又多时导致了通 信线路复杂且成本高。串行通信，是指数据一位一位的 顺序传送的通信方式。其特点是通信线路简单，只要一 对传输线就可以实现通信，从而大大的降低了成本，特 别适用于远距离通信，但传送速度慢。
A B A B
C
C
D a) b)
D
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8.1.2 通用的异步接收器/发送器UART
在串行传送中，数据是一位一位按顺序进行的，而计算机内部的 数据是并行的。因此当计算机向外发送数据时，必须将并行的数据转 换为串行的数据再行传送。反之，又必须将串行数据转换为并行数据 输入计算机中。上述并→串或串→并的转换既可以用通用的异步接收 器/发送器实现。 通用的异步接收器/发送器，简称UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），是串行接口的核心部件，其结构如图所示， 它既能发送，由并行→串行输出；又能接收，由串行→并行输入。对 每一方来说都是一个双缓冲器结构。当UART接收数据时，串行数据先 经RXD端（Receiver Data）进入移位寄存器，再经移位寄存器输出并 行数据到缓冲器，最后通过数据总线送到CPU；当UART发送信息时，先 由CPU经数据总线将并行数据送给缓冲器，再由并行缓冲器送给一位寄 存器，最后逐位由TXD（Transmitter Data）端输出。所有这些工作都 是在时钟信号和其他控制信号作用下完成的。
位号
位名称
D7
S2SM0
D6
S2SM1
D5
S2SM2
D4
S2REN
D3
S2TB8
D2
S2RB8
D1
S2TI
D0
S2RI
寄存器S2CON的各个位与寄存器SCON的各个位含义和功能都类似， 读者可以进行对比学习，在此，不再赘述。
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3. 掉电控制寄存器PCON
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PCON（地址为87H，复位值为30H）中的SMOD用于设置方式1、方式 2和方式3的波特率是否加倍。各位的定义如下：
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SM0/FE
SM1
方式
说明
波特率
0
0 1 1
0
1 0 1
0
1 2 3
移位寄存器工作方式
8位数据位的UART工作方式 9位数据位的UART工作方式 9位数据位的UART工作方式