单片机的串行通信技术
(单片机原理与应用实验)实验9点对点串行通信
波特率
串行通信接口
单片机上的串行通信接口通常包括发 送数据端（TXD）、接收数据端 （RXD）和地线（GND）。
表示每秒钟传输的位数，是衡量串行 通信速度的参数。
串行通信的分类
同步串行通信与异步串行通信
同步串行通信是指发送方和接收方以相同的时钟频率进行数据传输，而异步串 行通信则没有共同的时钟频率。
02
例如，空调的温度设置、电视的频道切换等操作，都是通过性、易扩展等优点，因此
03
在智能家居领域得到广泛应用。
在工业控制中的应用
在工业控制系统中，各种传感器、执行器等设备需要实时地进行数据传输和控制。 点对点串行通信能够满足工业控制领域对实时性、可靠性和安全性的高要求。
波特率设置
波特率计算
根据通信协议的要求，计算出合 适的波特率。常用的波特率有 9600、19200、4800等。
寄存器配置
根据计算出的波特率，配置单片 机串行通信接口的相关寄存器， 以实现所需的波特率。
测试与调整
在实际通信过程中，可能需要根 据实际情况调整波特率，以确保 数据传输的稳定性和正确性。
(单片机原理与应用实 验)实验9点对点串行 通信
contents
目录
• 单片机串行通信原理 • 点对点串行通信的实现 • 单片机点对点串行通信实验步骤 • 点对点串行通信的应用 • 点对点串行通信的优缺点 • 点对点串行通信的未来发展
01
单片机串行通信原理
串行通信的基本概念
串行通信
指数据在单条线路上一位一位地传输， 具有节省传输线、成本低、远距离传 输可靠等优点。
单工、半双工和全双工串行通信
单工是指数据只能向一个方向传输，半双工是指数据可以在两个方向上传输， 但不能同时进行，全双工则是指数据可以在两个方向上同时传输。
单片机UART通信实现
单片机UART通信实现在单片机系统中，UART（通用异步收发器）通信是一种常见的串口通信方式。
通过UART通信，可以实现单片机与外部设备之间的数据传输。
本篇文章将介绍如何使用单片机实现UART通信，并提供相应的代码示例。
一、UART通信原理UART通信是一种串行通信方式，其中数据按照位的形式依次传输。
UART接口包括发送端和接收端，发送端将要传输的数据通过串行方式发送出去，接收端将接收到的数据按位恢复为原始数据。
通信的核心是波特率，即数据传输的速度。
发送端和接收端必须以相同的波特率进行通信，以确保数据的正确传输。
二、单片机UART通信的硬件连接实现单片机UART通信的关键是正确连接相应的硬件。
典型的单片机UART通信硬件连接如下：发送端：- 单片机的TX（发送）引脚连接到外部设备的RX（接收）引脚- 单片机的GND引脚连接到外部设备的GND引脚接收端：- 单片机的RX（接收）引脚连接到外部设备的TX（发送）引脚- 单片机的GND引脚连接到外部设备的GND引脚三、单片机UART通信的软件实现在软件方面，需要编写相应的代码来配置单片机的UART通信模块。
以下是一个示例代码，用于实现基本的UART通信功能。
```c#include <reg51.h>#define BAUDRATE 9600 // 波特率设置为9600bpsvoid uart_init(){TMOD = 0x20; // 设置定时器1为8位自动重装模式TH1 = -(256 - (11059200 / 12 / 32) / BAUDRATE); // 设置波特率TL1 = TH1; // 初始化定时器1的初值TR1 = 1; // 启动定时器1SCON = 0x50; // 标识为8位UART模式EA = 1; // 允许全局中断ES = 1; // 允许串口中断}void uart_send(unsigned char dat)SBUF = dat; // 将数据写入发送寄存器 while (!TI); // 等待发送完毕TI = 0; // 清除发送完成标志}unsigned char uart_receive(){while (!RI); // 等待接收完毕RI = 0; // 清除接收标志return SBUF; // 返回接收到的数据}void main(){unsigned char data;uart_init(); // 初始化UART通信模块 while (1)data = uart_receive(); // 接收数据uart_send(data); // 发送接收到的数据}}```以上代码是基于8051系列单片机的实现示例，具体的单片机型号和编程语言可能有所不同，但基本原理是相同的。
单片机单片机课程设计-双机串行通信
单片机单片机课程设计-双机串行通信单片机课程设计双机串行通信在当今的电子信息领域，单片机的应用无处不在。
而双机串行通信作为单片机系统中的一个重要环节，为实现设备之间的数据交换和协同工作提供了关键的技术支持。
一、双机串行通信的基本原理双机串行通信是指两个单片机之间通过串行接口进行数据传输的过程。
串行通信相较于并行通信，具有线路简单、成本低、抗干扰能力强等优点。
在串行通信中，数据是一位一位地按顺序传输的。
常见的串行通信协议有 UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和 I2C（内部集成电路）等。
在本次课程设计中，我们主要采用 UART 协议来实现双机串行通信。
UART 协议包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
起始位用于标识数据传输的开始，通常为逻辑 0；数据位可以是 5 位、6 位、7 位或 8 位，具体取决于通信双方的约定；奇偶校验位用于检验数据传输的正确性，可选择奇校验、偶校验或无校验；停止位用于标识数据传输的结束，通常为逻辑 1。
二、硬件设计为了实现双机串行通信，我们需要搭建相应的硬件电路。
首先，每个单片机都需要有一个串行通信接口，通常可以使用单片机自带的UART 模块。
在硬件连接方面，我们将两个单片机的发送端（TXD）和接收端（RXD）交叉连接。
即单片机 A 的 TXD 连接到单片机 B 的 RXD，单片机 B 的 TXD 连接到单片机 A 的 RXD。
同时，还需要共地以保证信号的参考电平一致。
此外，为了提高通信的稳定性和可靠性，我们可以在通信线路上添加一些滤波电容和上拉电阻。
三、软件设计软件设计是实现双机串行通信的核心部分。
在本次课程设计中，我们使用 C 语言来编写单片机的程序。
对于发送方单片机，首先需要对 UART 模块进行初始化，设置波特率、数据位、奇偶校验位和停止位等参数。
然后，将要发送的数据放入发送缓冲区，并通过 UART 发送函数将数据一位一位地发送出去。
对于接收方单片机，同样需要对 UART 模块进行初始化。
单片机串行通信
单片机串行通信在现代电子技术的领域中，单片机串行通信扮演着至关重要的角色。
它就像是信息传递的“高速公路”，让单片机能够与外部设备或其他单片机进行高效、准确的数据交流。
串行通信，简单来说，就是数据一位一位地按顺序传输。
相较于并行通信，它所需的数据线更少，这在硬件设计上带来了极大的便利，降低了成本，也减少了布线的复杂性。
想象一下，如果每次传输数据都需要同时通过很多根线，那得是多么繁琐和容易出错！而串行通信则巧妙地解决了这个问题。
单片机串行通信有两种常见的方式：同步串行通信和异步串行通信。
异步串行通信就像是两个不太合拍的朋友在交流。
发送方和接收方各自按照自己的节奏工作，但他们通过事先约定好的一些规则来确保信息能被正确理解。
比如，规定好每个数据的位数（通常是 5 到 8 位）、起始位和停止位的形式。
起始位就像是一个打招呼的信号，告诉接收方“我要开始发数据啦”；而停止位则表示这一轮数据传输结束。
在异步通信中，双方不需要严格同步时钟，这使得它在很多应用场景中都非常灵活。
同步串行通信则更像是两个默契十足的伙伴。
发送方和接收方共用一个时钟信号，数据的传输在这个时钟的控制下有序进行。
这样可以保证数据传输的准确性和稳定性，但也对时钟的同步要求较高。
在实际应用中，单片机串行通信常用于与各种外部设备进行通信，比如传感器、显示屏、计算机等。
以传感器为例，单片机通过串行通信获取传感器采集到的温度、湿度、压力等数据，然后进行处理和控制。
为了实现串行通信，单片机通常会配备专门的串行通信接口。
比如常见的 UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和 I2C（集成电路总线）等。
UART 是一种应用广泛的异步串行通信接口。
它的硬件实现相对简单，只需要两根数据线：发送线（TXD）和接收线（RXD）。
通过设置合适的波特率（即数据传输的速率），就可以实现单片机与其他设备之间的异步通信。
SPI 则是一种同步串行通信接口，它通常需要四根线：时钟线（SCK）、主机输出从机输入线（MOSI）、主机输入从机输出线（MISO）和片选线（CS）。
单片机 串口通信原理
单片机串口通信原理
单片机串口通信是指通过串行口进行数据的传输和接收。
串口通信原理是利用串行通信协议，将数据按照一定的格式进行传输和接收。
在单片机中，串口通信一般是通过UART（通用异步收发传输器）模块来实现的。
UART模块包括发送和接收两部分。
发送部分将数据从高位到低位逐位发送，接收部分则是将接收到的数据重新组装成完整的数据。
串口通信的原理是利用串行通信协议将发送的数据进行分帧传输。
在传输的过程中，数据被分成一个个的数据帧，每帧包括起始位、数据位、校验位和停止位。
起始位和停止位用于标识数据的开始和结束，数据位则是用来存放需要传输的数据。
校验位用于校验数据的正确性。
在发送端，单片机将需要发送的数据按照一定的格式组装成数据帧，然后通过UART发送出去。
在接收端，UART接收到的数据也是按照数据帧的格式进行解析，然后重新组装成完整的数据。
通过这样的方式，发送端和接收端可以进行数据的传输和接收。
串口通信具有简单、可靠性高、适应性强等优点，广泛应用于各种领域，如物联网、嵌入式系统等。
掌握串口通信原理对于单片机的应用开发具有重要意义。
简述单片机串行通信的波特率
简述单片机串行通信的波特率摘要：一、单片机串行通信的基本概念二、波特率的定义及意义三、波特率的计算方法四、波特率与通信距离、数据速率的关系五、如何选择合适的波特率六、结论正文：一、单片机串行通信的基本概念单片机串行通信是指单片机通过串行接口与其他设备进行数据传输的过程。
在这个过程中，数据是一位一位地按照一定的时间间隔依次传输，从而实现数据的远程传输和控制。
串行通信在电子设备、计算机网络等领域有着广泛的应用。
二、波特率的定义及意义波特率（Baud Rate）是衡量串行通信数据传输速率的重要指标，它表示每秒钟传输的比特数。
波特率越高，数据传输速率越快。
在实际应用中，波特率决定了通信的稳定性和可靠性，因此选择合适的波特率至关重要。
三、波特率的计算方法波特率的计算公式为：波特率= 数据速率/ 传输位数。
其中，数据速率指的是单位时间内传输的比特数，传输位数指的是每个数据帧中数据的位数。
四、波特率与通信距离、数据速率的关系波特率与通信距离和数据速率之间存在一定的关系。
通信距离较远时，信号衰减较大，可能导致数据传输错误，此时应降低波特率以提高通信的可靠性。
而数据速率较高时，传输时间较短，可以适当提高波特率以提高传输效率。
五、如何选择合适的波特率选择波特率时，应综合考虑通信距离、数据速率、传输可靠性等因素。
在保证通信可靠性的前提下，尽量选择较高的波特率以提高传输效率。
此外，还需注意波特率与通信协议的兼容性，确保不同设备之间的顺畅通信。
六、结论单片机串行通信的波特率是衡量数据传输速率的重要指标，选择合适的波特率对保证通信的稳定性和可靠性具有重要意义。
单片机中的串口通信技术
单片机中的串口通信技术串口通信技术是指通过串行接口将数据传输和接收的技术。
在单片机领域，串口通信是一种常见的数据交互方式。
本文将介绍单片机中的串口通信技术，并探讨其在实际应用中的重要性。
一、串口通信的原理串口通信是指通过串行接口传输数据的方式，其中包括一个数据引脚和一个时钟引脚。
数据引脚用于传输二进制数据，在每个时钟周期内，数据引脚上的数据会被读取或写入。
时钟引脚则用于控制数据的传输速度。
单片机中的串口通信主要包含两个部分：发送和接收。
发送时，单片机将数据转换为二进制形式，并通过串口发送出去。
接收时，单片机会从串口接收到二进制数据，并将其转换为可识别的格式。
通过发送和接收两个过程，单片机可以与外部设备进行数据交互。
二、串口通信的类型在单片机中，串口通信主要包含两种类型：同步串口和异步串口。
同步串口是指发送和接收两个设备之间使用相同的时钟信号，以保持数据同步。
同步串口通信速度快，但需要额外的时钟信号输入。
异步串口则是通过发送数据前提供起始位和终止位来区分不同数据帧的方式进行通信。
异步串口通信的优势是不需要额外的时钟信号，但速度相对较慢。
在实际应用中，通常使用异步串口通信。
异步串口通信相对简单易用，适合多种应用场景。
三、单片机串口通信的实现单片机中实现串口通信通常需要以下几个方面的内容：1. 串口通信引脚配置：单片机需要连接到一个串口芯片或者其他外部设备，因此需要配置相应的引脚作为串口通信的数据引脚和时钟引脚。
2. 波特率设置：波特率是指单位时间内传输的数据位数。
在进行串口通信时，发送端和接收端的波特率需要相同。
单片机中通常通过寄存器设置波特率，以确保数据传输的稳定性。
3. 数据发送和接收：在单片机中，通过将数据写入发送缓冲器并启动发送操作来发送数据。
接收数据时，单片机会接收到串口中的数据，并将其保存在接收缓冲器中。
4. 中断机制：在进行串口通信时，单片机通常会使用中断机制来处理数据接收和发送。
中断机制可以减轻单片机的负担，提高系统效率。
单片机与单片机通信原理
单片机与单片机通信原理
单片机与单片机之间的通信原理是通过串行通信或并行通信进行的。
串行通信是指将数据按位顺序传输，而并行通信则是同时传输多个位。
在串行通信中，需要使用UART（通用异步收发器）进行通信。
UART将数据转换为适合传输的格式，并通过一个线路将数据发送到接收方。
在发送数据时，发送方将数据发送到UART
的发送缓冲区中，UART会按照设定的速率将数据按位发送。
接收方的UART会接收到发送方发送的数据，将其保存在接
收缓冲区中，然后应用程序可以从接收缓冲区中读取数据。
在并行通信中，通常使用I2C（双线串行总线）或SPI（串行
外围接口）进行通信。
I2C通信使用两根线路：数据线（SDA）和时钟线（SCL）。
发送方通过SDA线将数据发送给接收方，同时使用SCL线提供时钟信号。
接收方通过SCL线接收时钟
信号，并从SDA线上读取数据。
SPI通信需要至少四根线路：时钟线（SCK）、主设备输出（MOSI）、主设备输入（MISO）和片选线（SS）。
在SPI
通信中，主设备通过时钟线提供时钟信号，通过MOSI线发送数据给从设备，并通过MISO线接收从设备传输的数据。
片选线用于选择将要进行通信的从设备。
无论是串行通信还是并行通信，单片机之间的通信都需要事先约定好通信协议和参数设置，以确保数据的准确传输。
通信协
议可以包括数据格式、波特率等。
同时，通信的双方也需要进行数据的校验和错误处理，以防止数据传输中的错误或丢失。
单片机双机之间的串行通讯设计报告
单片机双机之间的串行通讯设计报告摘要:本文介绍了一种基于单片机的双机之间的串行通讯设计。
该设计使用两个单片机，通过串行通信协议进行数据传输。
通讯过程中，两台单片机之间通过数据线连接，并使用中断方式进行数据接收和发送。
同时，本文还介绍了串行口工作方式 0 的应用，以及如何使用移位寄存器进行串行口扩展。
通过该设计，可以实现两台单片机之间的高速数据传输，并且具有良好的稳定性和可靠性。
关键词：单片机，串行通讯，中断方式，移位寄存器，串行口扩展一、引言串行通讯是计算机系统中常用的一种数据传输方式，它可以实现不同设备之间的数据传输。
在单片机应用中，串行通讯也是一种常见的数据传输方式。
本文介绍了一种基于单片机的双机之间的串行通讯设计，该设计使用两个单片机通过串行通信协议进行数据传输。
本文还介绍了串行口工作方式 0 的应用，以及如何使用移位寄存器进行串行口扩展。
通过该设计，可以实现两台单片机之间的高速数据传输，并且具有良好的稳定性和可靠性。
二、设计原理该串行通讯设计使用两个单片机，分别为发送单片机和接收单片机。
发送单片机将数据通过串行口发送到接收单片机，接收单片机再将接收到的数据进行处理。
两台单片机之间通过数据线连接，并使用中断方式进行数据接收和发送。
在串行通讯中，数据是通过串行口进行传输的。
串行口工作方式0 是一种常见的串行口工作方式，它使用移位寄存器进行数据接收和发送。
在移位寄存器中，数据被移位到寄存器中进行传输，从而实现了数据的串行传输。
三、设计实现1. 硬件设计在该设计中，发送单片机和接收单片机分别使用一个串行口进行数据传输。
发送单片机将数据通过串行口发送到接收单片机，接收单片机再将接收到的数据进行处理。
两台单片机之间通过数据线连接，并使用中断方式进行数据接收和发送。
硬件设计主要包括两个单片机、串行口、数据线和中断控制器。
其中，两个单片机分别拥有自己的串行口，并且都能够接收和发送数据。
数据线将两台单片机连接在一起，中断控制器用于处理数据的接收和发送。
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。
单片机原理及其接口技术--第9章 串行接口及串行通信技术
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结
束
单片机原理及其接口技术
位地址 9FH SCON SM0 9EH SM1 9DH 9CH 9BH SM2 REN TB8 9AH RB8 99H TI 98H RI
见表9-1
接收中断标志
发送中断标志
接收数据第9位 发送数据第9位 接收控制 0：禁止
1：允许 1：多机
多机通信 0：双机
教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标：
1. 串行通信的基本概念：了解并行/串行通信的
概念；理解串行通信中的异步/同步通信的基 本概念；理解波特率的概念，学会计算波特率 的方法；4了解串行通信的三种制式及校验方 法。
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单片机原理及其接口技术
2. AT89C51串行口：串行接口结构及其功能；
单片机原理及其接口技术
4. 多机通信原理：理解多机通信的原理、过程
和编制多机通信应用程序的方法。
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单片机原理及其接口技术
9.1 串行通信基础知识
计算机与外界的信息交换称为通信。通信的基
本方式可分为并行通信和串行通信两种。
所谓并行通信是指数据的各位同时在多根数据
线上发送或接收。
单片机原理及其接口技术
异步通信信息帧格式如图9.4所示。
第n-1字符 帧 奇 偶停 起 校止 始 8位数据 验位 位 第n字符帧 奇 偶 停 校 止 验 位 第n+1字符帧 起 始 位 8位数据
8位数据
空闲位
D7 0/1 1
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1
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
单片机的通信方式
单片机的通信方式单片机通信是指单片机之间的数据传输方式，用于各种嵌入式应用。
通信方式有很多，常用的有串行通信方式和并行通信方式。
1. 串行通信串行通信方式是指在同一时刻只有一个数据位在传输的通信方式。
串行通信可以分为同步串行通信和异步串行通信。
异步串行通信通常用于短距离通信和低速通信，因为异步通信需要使用更多的数据位来描述数据，需要更长的时间来传输。
同步串行通信通常用于高速通信和长距离传输。
同步通信使用一个时钟信号来同步传输的数据，这样数据传输速度比异步通信快。
并行通信方式是指在同一时刻多个数据位同时传输的通信方式。
并行通信速度比串行通信速度快，但需要使用更多的线路。
并行通信通常用于高速通信和高速数据传输，如网络、计算机等系统。
3. I2C通信I2C通信是一种具有双向数据传输和同步时序的串行通信方式，常用于连接多个外设到单片机。
I2C通信采用两根线路和多个地址和设备来实现通信。
SPI通信是一种快速、高效、双向的串行通信方式。
SPI通信采用四根线路来实现通信，这些线路包括：时钟线、数据线、主从选择线和片选信号线。
SPI通信通常用于高速数据传输和控制数据的传输。
CAN通信是一种适用于工业控制和汽车控制等领域的串行通信协议。
CAN通信用于处理较大量的数据，通信速度较快，主要支持多个节点之间的独立通信。
CAN通信采用特定的通信协议来处理信息，保证通信正常。
CAN通信通常包括两个节点，即发送者和接收者。
总之，单片机通信是嵌入式系统中非常重要的功能，有多种不同的通信方式和协议，可以根据不同的应用场合和需求进行选择。
单片机双机之间的串行通信设计
单片机双机串行实验报告实验报告：单片机双机串行通信实验一、实验目的本实验旨在通过单片机实现双机间的串行通信，包括数据的发送和接收，并利用这种通信方式完成一定的任务。
二、实验原理1.串行通信：串行通信是将数据一个个位发送或接收的方式。
数据通过一个线路逐位发送或接收，可以减少通信所需的线路数目。
2. UART串口通信：UART是通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)的简称，是一种最常用的串口通信方式，通常用于单片机与计算机、单片机与单片机之间的通信。
3.串口模块：串口模块是负责将数据转变为串行传输的硬件模块，包括发送端和接收端。
通过设置波特率、数据位、校验位和停止位等参数，可以实现数据的可靠传输。
4.单片机串口通信：单片机内部集成了UART串口通信接口，只需要通过相应的寄存器配置，可以实现串口通信功能。
5.双机串行通信：双机串行通信是通过串口将两台单片机进行连接，一台单片机作为发送端，负责将数据发送出去；另一台单片机作为接收端，负责接收并处理发送的数据。
三、实验器材与软件1.实验器材：两台单片机、USB转TTL模块、杜邦线若干。
2. 实验软件：Keil C51集成开发环境。
四、实验内容与步骤1.配置发送端单片机（1）连接单片机和USB转TTL模块，将USB转TTL模块的TXD端连接到单片机的P3口，将GND端连接到单片机的地线。
（2）在Keil C51环境下创建新工程，编写发送端程序。
（3）配置串口通信的波特率、数据位、校验位和停止位，并打开串口发送中断。
（4）循环发送指定的数据。
2.配置接收端单片机（1）连接单片机和USB转TTL模块，将USB转TTL模块的RXD端连接到单片机的P3口，将GND端连接到单片机的地线。
（2）在Keil C51环境下创建新工程，编写接收端程序。
（3）配置串口通信的波特率、数据位、校验位和停止位，并打开串口接收中断。
12_串行通信
1.2 串行通信的数据传送方式
尽管许多串行通信接口电路具有全双工功能，但在实际应 用中，大多数情况下只工作于半双工方式，即两个工作站 通常并不同时收发。这种用法并无害处，虽然没有充分发 挥效率，但简单、实用。
数据线 数据线 发送端 地线 (a) 单工方式 数据线 1 数据线 2 地线 (c) 全双工方式 接收端 发送端 地线 (b) 半双工方式 发送端
1.1 串行通信的基本方式
(1) 字符帧(Character Frame) 在串行通信中，发送端一帧一帧发送信息，接收端一帧一帧 接收信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以有若干 空闲位，这由用户根据需要决定。
起始位 0 D
0
奇偶 停止位 校验 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D 7 0/1 1 (a) 无空闲位字符帧
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：
Td
1 0.833(ms) 1200
波特率还和信道的频带有关。波特率越高，信道频带越宽。 因此，波特率也是衡量通道频宽的重要指标，通常，异步通 信的波特率在50bit/s～9600bit/s之间。波特率不同于发送 时钟和接收时钟，它通常是时钟频率的1/16或1/64。
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。
51单片机串口通信
51单片机串口通信串行口通信是一种在计算机和外部设备之间进行数据传输的通信方式，其中包括了并行通信、RS-232通信、USB通信等。
而在嵌入式系统中，最常见、最重要的通信方式就是单片机串口通信。
本文将详细介绍51单片机串口通信的原理、使用方法以及一些常见问题与解决方法。
一、串口通信的原理串口通信是以字节为单位进行数据传输的。
在串口通信中，数据传输分为两个方向：发送方向和接收方向。
发送方将待发送的数据通过串行转并行电路转换为一组相对应的并行信号，然后通过串口发送给接收方。
接收方在接收到并行信号后，通过串行转并行电路将数据转换为与发送方发送时相对应的数据。
在51单片机中，通过两个寄存器来实现串口通信功能：SBUF寄存器和SCON寄存器。
其中，SBUF寄存器用于存储要发送或接收的数据，而SCON寄存器用于配置串口通信的工作模式。
二、51单片机串口通信的使用方法1. 串口的初始化在使用51单片机进行串口通信之前，需要进行串口的初始化设置。
具体的步骤如下：a. 设置波特率：使用波特率发生器，通过设定计算器的初值和重装值来实现特定的波特率。
b. 串口工作模式选择：设置SCON寄存器，选择串行模式和波特率。
2. 发送数据发送数据的过程可以分为以下几个步骤：a. 将要发送的数据存储在SBUF寄存器中。
b. 等待发送完成，即判断TI（发送中断标志位）是否为1，如果为1，则表示发送完成。
c. 清除TI标志位。
3. 接收数据接收数据的过程可以分为以下几个步骤：a. 等待数据接收完成，即判断RI（接收中断标志位）是否为1，如果为1，则表示接收完成。
b. 将接收到的数据从SBUF寄存器中读取出来。
c. 清除RI标志位。
三、51单片机串口通信的常见问题与解决方法1. 波特率不匹配当发送方和接收方的波特率不一致时，会导致数据传输错误。
解决方法是在初始化时确保两端的波特率设置一致。
2. 数据丢失当发送方连续发送数据时，接收方可能会出现数据丢失的情况。
单片机串行数据通信
第n 字符帧 … D7 1 0 起 始 位 D0 D1 D2 D3 D4 8 位数据 D5 D6 D7 1 停 止 位 0
第n ＋1 字符帧 D0 D1 …
10位的帧格式
23
2.方式1
串行口工作于模式 1 时, 为波特率可变的 8 位异步通信接 口。数据位由 P3.0 (RXD)端接收, 由P3.1(TXD)端发送。 传送 一帧信息为 10 位: 一位起始位（0）, 8 位数据位（低位在前） 和一位停止位（1）。波特率是可变的, 它取决于定时器 T1 的 溢出速率及SMOD的状态。 (1）方式1 发送过程。 用软件清除 TI后, CPU执行任何一 条以 SBUF为目标寄存器的指令, 就启动发送过程。数据由
11位的帧格式
27
方式3
方式3为波特率可变的11位UART通信方式，除了波 特率以外，方式3和方式2完全相同。
28
方式2 和方式3
串行口工作于方式2 和方式3 时, 被定义为 9 位异步通信 接口。 它们的每帧数据结构是 11 位的: 最低位是起始位 （0）, 其后是 8 位数据位（低位在先）, 第 10 位是用户定义
(2）方式2和方式3接收过程。 与方式1类似,方式2和方式3接收过程始于在 RXD端检测
到负跳变时,为此, CPU以波特率 16倍的采样速率对 RXD端不
断采样。一检测到负跳变, 16分频计数器就立刻复位, 同时把
1FFH写入输入移位寄存器。计数器的16个状态把一位时间等 分成16份, 在每一位的第7、8、9个状态时, 位检测器对 RXD 端的值采样。如果所接收到的起始位无效（为1）,则复位接 收电路, 等待另一个负跳变的到来。 若起始位有效（为 0） 则起始位移入移位寄存器, 并开始接收这一帧的其余位。 当 起始位 0 移到最左面时, 通知接收控制器进行最后一次移位。 把 8 位数据装入接收缓冲器 SBUF, 第 9 位数据装入SCON中
MCS-51单片机的串行口及串行通信技术
MCS-51单⽚机的串⾏⼝及串⾏通信技术数据通信的基本概念串⾏通信有单⼯通信、半双⼯通信和全双⼯通信3种⽅式。
单⼯通信：数据只能单⽅向地从⼀端向另⼀端传送。
例如，⽬前的有线电视节⽬，只能单⽅向传送。
半双⼯通信：数据可以双向传送，但任⼀时刻只能向⼀个⽅向传送。
也就是说，半双⼯通信可以分时双向传送数据。
例如，⽬前的某些对讲机，任⼀时刻只能⼀⽅讲，另⼀⽅听。
全双⼯通信：数据可同时向两个⽅向传送。
全双⼯通信效率最⾼，适⽤于计算机之间的通信。
此外，通信双⽅要正确地进⾏数据传输，需要解决何时开始传输，何时结束传输，以及数据传输速率等问题，即解决数据同步问题。
实现数据同步，通常有两种⽅式，⼀种是异步通信，另⼀种是同步通信。
异步通信在异步通信中，数据⼀帧⼀帧地传送。
每⼀帧由⼀个字符代码组成，⼀个字符代码由起始位、数据位、奇偶校验位和停⽌位4部分组成。
每⼀帧的数据格式如图7-1所⽰。
⼀个串⾏帧的开始是⼀个起始位“0”，然后是5〜8位数据（规定低位数据在前，⾼位数据在后），接着是奇偶校验位（此位可省略），最后是停⽌位“1”。
起始位起始位"0”占⽤⼀位，⽤来通知接收设备，开始接收字符。
通信线在不传送字符时，⼀直保持为“1”。
接收端不断检测线路状态，当测到⼀个“0”电平时，就知道发来⼀个新字符，马上进⾏接收。
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。
数据位数据位是要传送的数据，可以是5位、6位或更多。
当数据位是5位时，数据位为D0〜D4；当数据位是6位时，数据位为D0〜D5；当数据位是8位时，数据位为D0〜D7。
奇偶校验位奇偶校验位只占⼀位，其数据位为D8。
当传送数据不进⾏奇偶校验时，可以省略此位。
此位也可⽤于确定该帧字符所代表的信息类型，“1"表明传送的是地址帧，“0”表明传送的是数据帧。
停⽌位停⽌位⽤来表⽰字符的结束，停⽌位可以是1位、1.5位或2位。
停⽌位必须是⾼电平。
接收端接收到停⽌位后，就知道此字符传送完毕。
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波特率取决于T1的定时参数（a,n,fosc）和SMOD参数。
第7章 单片机的串行通信技术
7.1 串行通信概述 7.2 MCS-51的串口控制器 7.3 串行工作方式0及其应用 7.4 串行工作方式1及其应用 7.5 串行工作方式2及其应用 7.6 串行工作方式3及其应用
第7章 单片机的串行通信技术
80C51
VCC
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7
39 38 37 36 35 34 33 32
P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15
第7章 单片机的串行通信技术
异步通信特点： 对收发双方的时钟精度要求较低（收发双方不同步时，能 依靠在每帧开始时的不断对齐，自行纠正偏差）； 传送速度较低（每个字节都要建立一次同步）。
第7章 单片机的串行通信技术
（2）同步通信 ——数据以块为单位进行的数据传送
在发一组数据时，只在开始用若干个同步字符作为双方的 号令，然后连续发送整组数据。 同步通信特点： 传输效率高（以数据块为单位连续传送，数据结构紧凑）； 对通信硬件要求高（要求双方有准确的时钟）。 本章不涉及同步通信问题
的操作UF ;操作SBUF收
第7章 单片机的串行通信技术
发送控制器： ➢ 在门电路和定时器T1的配合下，将SBUF发中的并行数据转
为串行数据，并自动添加起始位、可编程位、停止位。 ➢ 这一过程结束后自动使发送中断请求标志位TI置1，表明已
39 38 37 36 35 34 33 32
P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15
21 22 23 24 25 26 27 28
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1
实例1 利用74LS164扩展并行输出口,并实现LED由上向下循环
U1
19 XTAL1 18 XTAL2
9 RST
29 30 31
PSEN ALE EA
1 2 3 4 5 6 7 8
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
80C51
VCC
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7
第7章 单片机的串行通信技术
定时器T1： ➢产生节拍控制用的通信时钟信号（波特率时钟）； ➢发送数据时，时钟的下降沿对应于数据移位输出； ➢接收数据时，通信时钟的上升沿对应于数据位采样。
第7章 单片机的串行通信技术
RXD和TXD引脚： 用于串行信号或时钟信号的传入或传出。
读锁存器
内部总线 写锁存器
第7章 单片机的串行通信技术
7.1 串行通信概述 7.2 MCS-51的串口控制器 7.3 串行工作方式0及其应用 7.4 串行工作方式1及其应用 7.5 串行工作方式2及其应用 7.6 串行工作方式3及其应用
第7章 单片机的串行通信技术
7.1 串行通信概述 7.2 MCS-51的串口控制器 7.3 串行工作方式0及其应用 7.4 串行工作方式1及其应用 7.5 串行工作方式2及其应用 7.6 串行工作方式3及其应用
4
D1
D2
D3
5
D2
R4
6
D3
D3
D4
10
D4
R5
D4
D5
11
D5
R6
12
D6
D5
D6
74164
13
D7
D6
R7
D7
R8
D7
P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
10 11 12 13 14 15 16 17
U2
9
R SRG8
8
C1/->
R1
D0
D1
1
R2
3
D0
D1
D2
2&
1D
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4
D1
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D3
5
D2
6
D3
D3
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D4
10
D4
R5
D4
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D5
R6
12
D6
D5
D6
74164
13
D7
R7
D6
D7
R8
第7章 单片机的串行通信技术
(1) 串口控制寄存器，SCON（98H）
强调：TI和RI硬件置1 后，需用软件方式清零
(查询或中断法皆如此)
串行工作方 式定义位
SM2、TB8、RB8主要用于多机通讯或数据校验 复位后默认状态: 串行方式0，禁止接收，SBUF发为满，SBUF收为空，…
第7章 单片机的串行通信技术
21 22 23 24 25 26 27 28
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1
P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
10 11 12 13 14 15 16 17
U2
9
R SRG8
8
C1/->
R1
D0
D1
1
R2
3
D0
D1
D2
2&
1D
R3
第7章 单片机的串行通信技术
1、并行通信和串行通信（数据通信的两种常用形式）
（1）并行方式——数据的各位同时发送或同时接收。
并行通信
并行传送特点：传送速度快，但因需要多根传输线， 故一般只在近距离通信中使用。
第7章 单片机的串行通信技术
（2）串行方式——数据的各位依次逐位发送或接收。
串行通信
串行传送特点：传输速度慢，但因只需较少传输线，故适 合于远距离通信。
串口结构 简化图
结构组成：SBUF发 +SBUF收 +发送控制器 +接收控制器 +波 特率发生器 +SCON +RXD（P3.0）+TXD（P3.1）
第7章 单片机的串行通信技术
数据缓冲器SBUF： ➢ 在物理上是相互独立的，一个用于发送数据（SBUF发）、
一个用于接收数据（SBUF收）。 ➢ 共用一个地址（99H），通过读写指令区别是对哪个SUBF
2、波特率
在串行通信的数据是按位进行传送的 ，数据传输速率用波特 率指标衡量。
波特率：每秒发送二进制数码的位数，即bps (位/秒) 国际推荐波特率：110、300、600、1200、2400、4800、 9600、19200、38400波特等。 串行通信的收发双方必须采用相同的波特率。
第7章 单片机的串行通信技术
②查询法串行发送
SBUF = LED; do {}while (!TI) ; …… TI = 0;
//发送亮灯编码 //TI=1→发送完成；TI=0→发送进行中 //更新亮灯编码 //为下次发送做准备
U1
19 XTAL1 18 XTAL2
9 RST
29 30 31
PSEN ALE EA
1 2 3 4 5 6 7 8
4
D1
D2
D3
5
D2
R4
6
D3
D3
D4
10 D4
D4
R5
D5
11 D5
R6
12 D6
D5
D6
74164
13 D7
R7
D6
D7
R8
D7
D8
VCC
编程分析
①串口初始化
第7章 单片机的串行通信技术
方式0（SM0 SM1 = 00），中断发送标志位清0 ( TI = 0）和禁止 接收数据（REN = 0）→ SCON = 0
的数将进入最高位。
第7章 单片机的串行通信技术
电路接线： 数据输入端1(2)→RXD 时钟端8→ TXD 输出端Q0～Q7 →D1～D8 清零端9——Vcc或I/O口
U1
19 XTAL1 18 XTAL2
9 RST
29 30 31
PSEN ALE EA
1 2 3 4 5 6 7 8
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
(2) 电源控制寄存器，PCON（87H）
SMOD可使由T1产生的波特率时钟频率加倍 复位后默认状态：波特率不加倍
通信时钟波特率原理
第7章 单片机的串行通信技术
T1溢出脉冲有两种分频路径：16分频或32分频； SMOD是决定分频路径的逻辑开关。
通信时钟波特率
12
f osc
(2n
a)
SMOD
2 32
21 22 23 24 25 26 27 28
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1
P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
10 11 12 13 14 15 16 17
U2
9
R SRG8
8
C1/->
R1
D0
D1
1
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D0
D1
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2&
1D
R3
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D8
VCC
第7章 单片机的串行通信技术
74LS164——8位串入并出移位寄存器
由8个带清零功能的正边沿D触发器组成