串行通信概念及51系列单片机的串行口问题

RXD 接收数据（Receive） TXD 发送数据（Transmit） DTR GND DSR 数据终端准备（Data Terminal Ready） 地线（Ground） 数据准备好（Data Set Ready）
RXD 接收数据（Receive） TXD 发送数据（Transmit） DTR GND DSR 数据终端准备（Data Terminal Ready） 地线（Ground） 数据准备好（Data Set Ready）
*●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。
TXD 计 算 机 RXD RTS DSR
M O D E M
电话线
M O D E M
TXD RXD RTS DSR 计 算 机
远程通信连接
近程通信连接
4、RS-232C的其它规定 RS-232C是一种电压型总线标准，以不同的电压表示逻辑 值： －3V～－15V表示逻辑“1” ＋3V～＋15V表示逻辑“0”
三、串行通信的传输方式 1、单工 单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 2、半双工 半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 3、全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。
4.串行通信的信号传输 （1）通信线路的连接方式
信号的调制与解调 ： 利用调制器（Modulator）把数字信号转换成模拟信号， 然后送到通信线路上去，再由解调器（Demodulator）把 从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。由于通信 是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是调 制解调器MODEM。
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80C51串行口寄存器
1）SCON --- 可位寻址的串行口控制寄存器，用以 设定串行口的工作方式、接收/发送控制以及设置 状态标志：
SM0和SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式：
SM2：多机通信控制位。
REN：允许接收控制位。当REN=1，则允许接 收，当REN=0，则禁止接收。 TB8：发送数据的第9位。 RB8：接收数据的第9位。 TI：发送中断标志位。 RI：接收中断标志位。
（Universal Sychronous Asychronous Receiver/Transmitter）
三类异步串行通信接口 ： RS-232接口；RS-449、RS-422和RS-485接口以及 20mA电流环。 RS-232接口标准 ： RS是Recommended Standard的缩写，代表推赠标准
串行通信的传输速率与传输距离 1、传输速率 传输速率是用来说明数据传送的快慢。在串行通信中，用 波特率来表示数据传送的快慢。 波特率是指串行通信中，单位时间传送的二进制位数，单 位为bps。 例：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)，这时的波特率为：
算机的通信功能愈来愈显得重要。 通信的目的：实现计算机与外部设备或计算机与计算机之 间的信息交换。 通信的方式：并行通信和串行通信两种方式。 PS:在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串 行通信方式。
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。 1、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 。 优点：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。
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2、功能特性
表6.3 RS-232C串口引脚定义表
9针RS-232串口（DB9） 引 脚 1 2 3 4 5 6 25针RS-232串口（DB25） 引 脚 8 3 2 . 20 7 6
简写
CD
功能说明
载波侦测（Carrier Detect）
简写
CD
功能说明
载波侦测（Carrier Detect）
6.3 串行通信口
本节主要介绍串行通信概念及51系列单片机的串行口 问题，将具体介绍以下内容： 计算机串行通信基础----基本概念、标准接口 。 51单片机串行口----串行口结构、串行口的控制寄存 器、串行口的工作方式、应用举例。
6.3.1 数据通信概述
一、数据通信方式：
随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计
异步串行通信的帧格式 ：
异步通信的特点：异步串行通信是以字符为单位的间歇 传输形式。传送时按字符进行包装（在数据位之外要增 添起始位、奇偶校验位、停止位）。 不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销 较小，但每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧之间 还有间隔，因此传输效率不高。
*五、串行通信的错误校验 1、奇偶校验 在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。 奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为 奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之 和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现 不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。 2、代码和校验 代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或）， 产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接 收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字 节异或），将所得的结果与发送方的“校验和”进行比较， 相符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。 3、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的 循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验 等。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。
10位×240个/秒 = 2400 bps（位/秒）
*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）。
（2）同步通信 同步通信（Synchronous Communication）是按数据块 传送的。把要传送的字符顺序地连接起来，组成数据块，在数据 块的前面加上特殊的同步字符，作为数据块的起始符号。 在数据块后面加上校验字符，用于校验通信中的错误
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RTS
CTS RI
请求发送（Request To Send）
清除发送（Clear To Send） 振铃指示（Ring Indicator）
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RTS
CTS RI
请求发送（Request To Send）
清除发送（Clear To Send） 振铃指示（Ring Indicator）
3、过程特性 过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正确地接收和 发送数据 。
六、串行通信的传输速率与传输距离 1、传输速率
传输速率是用来说明数据传送的快慢。在串行通信 中，用波特率来表示数据传送的快慢。 波特率是指串行通信中，单位时间传送的二进制位 数，单位为bps。
例：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 时的波特率为：
RS-232C RS-232C
电话网 DTE DCE DCE DTE
Data Communications Equipment(数据通信设备) 它在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码功能， 并负责建立、保持和释放链路的连接，如Modem。 "DataTerminalEquipment(数据终端设备)"
2、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。
优点： 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； 缺点： 数据的传送控制比并行通 信复杂。
二、异步通信与同步通信
1、异步通信
异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟 控制数据的发送和接收过程。 为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可 能一致。
2）串行通信总线标准及其接口 UART：能够完成异步通信的硬件电路 即通用异步接收器/发送器 （Universal Asychronous Receiver/Transmitter）
USRT：能够完成同步通信的硬件电路 即通用同步接收器/发送器 （Universal Sychronous Receiver/Transmitter） USART：既能完成异步通信又能完成同步通信的硬件电路
10位×240个/秒 = 2400 bps（位/秒）
*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）。
串行通信接口标准 一、RS-232C接口 RS-232C是EIA（Electronic Industry Association美国电 子工业协会）1969年修订RS-232C标准。RS-232C定义了 数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间的物理 接口标准。 1、机械特性 RS-232C接口规定使用25针连接器，连接器的尺寸及每个 插针的排列位置都有明确的定义。

标准数据传送速率有50、75、110、150、300、600、 1200、2400、4800、9600、19200波特等。