串行口工作方式PPT课件
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0101
1010
外设1 外设2
2、异步方式和同步方式
异步方式：双方只有数据线而没有时钟线。双方都以自己的时 钟源控制发送和接收的速率，发送端和接收端使用的不是同一 个时钟。以字符为单位进行数据传送，每一个字符均按固定的 字符格式传送，又被称为帧。
优点：是不需要传送同步脉冲，可靠性高，所需设备简单； 缺点：是传输速率低（增加起始位和停止位）。 注意：由于通讯双方系统时钟往往不同，所以在异步通信中，
MCS-51单片机的异步串行通讯应用示意图
MCS-51 TXD （甲） RXD
RXD MCS-51 TXD （乙）
单片机甲、乙之间近距离的直接通讯
MCS-51 TXD RS-232 （甲） RXD 或485
RS-232 RXD MCS-51 或485 TXD （乙）
单片机甲乙两地之间远距离通讯
MCS-51 TXD RXD RS-232
第7章 MCS-51的串行口
7.0 概述 7.1 串行口的结构 7.2 串行口的工作方式
7.0 概述
MCS-51 单片机内部集成了一个全双工异步通信串行口 单片机的串行通信使用的是异步串行通信
1、并行通信和串行通信
单片机
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
P1.7
RXD
TXD
1 0 1 0
0101
波特率如何设置
如何发送和接收数据
11
.
31.05.2020
P3.2 0IT0 INT0 1
P3.4 T0 0IT1
P3.3INT1 1
P3.5 T1
P3.1 TX P3.0 RX
TCON
IE0
TF0
IE1
TF1 TI RI SCON 中断标志
IE
IP
EX0 ET0 EX1 ET1 ES EA
PX0 1 0
3、PCON：波特率加倍寄存器 87H
SMOD
4、IE：中断允许寄存器 A8H
EA -
- ES ET1 EX1 ET0 EX0
5、IP: 中断优先级寄存器 B8H
-
-
- PS PT1 PX1 PT0 PX0
二、特殊功能寄存器 1、SBUF 串行发送 / 接收数据缓冲器 99H
➢SBUF 串行发送 / 接收数据缓冲器是两个独立的物理单元， 共用一个地址（99H），可同时收、发数据。
用单一信号线， ⑤CAN总线接口 --- 1986 年德国电气商博世公司开发出面
向汽车的CAN 通信协议 ； ⑥USB总线接口---是由Intel、 Compaq、Digital、IBM、
Microsoft、NEC、Northern Telecom等7家 世界著名的计算机和通信公司共同推出。
7.1 串行口的结构
PC机 COM1,COM2
单片机与PC机之间的数据通讯
6、当前嵌入式系统流行的串行接口
①异步串行UART、同步串行USRT总线接口； ②SPI（Micro wire）总线接口 ---同步外设接口(SPI)是由摩托罗
拉公司开发全双工同步串行总线。 ③I2C总线接口------由PHILIPS公司开发的两线式串行总线。 ④1-Wire总线接口----是 Maxim 子公司达拉斯半导体的专利技术，采
PT0 1 0
PX1 1
0 PT1 1
0 PS 1
0
源允许 总允许 优先级
高级中
自 然
断请求
优 先
矢
级量
地
址 PC
自 低级中
然 断请求
优 先 级
矢 量 地
址
PC 硬件查询
1、SBUF：串行发送 / 接收数据缓冲器 99H 发送
接收
2、SCON：串行口控制寄存器 98H
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
由于同步通信多了一条“时钟线”，因此不太适合远 距离的通信。
主
data
被
主
data
被
控
控
控
控
方
clock
方
方
clock
方
主控方发送数据
主控方接收数据
优点是数据传输速率较高；
缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。
3、串行通信工作方式
单工
A 发
A 半双工 发
收
A 全双工 发
收
B 广播电台
收
收音机
要想保证通信的成功必须保证两点： ①通信双方必须保持相同的传送、接收速率（波特率）； ②双方必须遵守相同的数据格式（字符帧）。
同步方式：
在物理结构上，通信双方除了通信的数据线外还增加 了一个通信用的“时钟传输线clock”。由主控方提供 时钟信号clock。
由于有了时钟信号来“同步”发送或接收操作，所以 被传送的数据不再使用“起始位”和“停止位”，因 而提高了传送速度。因此同步通信常被用于系统内部 各芯片之间的接口设计。
例：异步串行通信的数据传送的速率是120字符/秒，而每个字符规 定包含10位（ 1个起始位、8个数据位、1个停止位）数字，则传输 波特率为：
120字符/秒× 10位/字符=1200位/秒= 1200bps
5、串行通信的电平标准
TTL电平、RS-232、RS-485等通信标准。
➢ TTL电平： 逻辑1：5V
一、串行口的结构图：
内部 总线
8
发送
SBUF
(99H)
门 发送 控制器
定 时
串 行 口 中 断 ≥1
TI
器
1
RI
8
接收
SBUF 8
(99H)
接收 控制器 输入 移位寄 存器
串 行 控 制 寄 存 器
(98H)
TXD(P3.1) RXD(P3.0)
4种工作方式如何设置 CPU如何查知已发完或已接收完数据
发送 SBUF
接收 SBUF MOV SBUF，A ；启动一次数据发送
MOV A，SBUF ；完成一次数据接收
指注：向发送缓冲器SBUF写入数据即可发送数据； 从接收缓冲器SBUF读出数据即可接收数据。
2、 SCON：串行口控制寄存器 98H
B
收
对讲机
发
B 收Baidu Nhomakorabea
电话机
发
4、波特率
用于表征串行通信速率的参数称为“波特率”； 波特率是指每秒钟传送二进制的位数;
（发送一个二进制位的时间的倒数） 波特率的单位为：位/秒（bit / s）；波特（Baud）。 波特率取值范围一般为： 0 ～ 115200 bit/s。影响波特率的
主要因素取决于传输线的分布电容、通信电平标准和传送距离；
逻辑0：0V
➢ RS-232标准：逻辑1：-3~-15V 逻辑0：+3V~+15V
➢ RS-485标准：逻辑1：+（2~6）V 逻辑0：-（2~6）V
➢ TTL电平（0～5V）：1.5米以内。 ➢ RS-232标准（+12V～-12V）：15米之内。 ➢ RS-485标准（差分输入输出）：1200米以上。
1010
外设1 外设2
2、异步方式和同步方式
异步方式：双方只有数据线而没有时钟线。双方都以自己的时 钟源控制发送和接收的速率，发送端和接收端使用的不是同一 个时钟。以字符为单位进行数据传送，每一个字符均按固定的 字符格式传送，又被称为帧。
优点：是不需要传送同步脉冲，可靠性高，所需设备简单； 缺点：是传输速率低（增加起始位和停止位）。 注意：由于通讯双方系统时钟往往不同，所以在异步通信中，
MCS-51单片机的异步串行通讯应用示意图
MCS-51 TXD （甲） RXD
RXD MCS-51 TXD （乙）
单片机甲、乙之间近距离的直接通讯
MCS-51 TXD RS-232 （甲） RXD 或485
RS-232 RXD MCS-51 或485 TXD （乙）
单片机甲乙两地之间远距离通讯
MCS-51 TXD RXD RS-232
第7章 MCS-51的串行口
7.0 概述 7.1 串行口的结构 7.2 串行口的工作方式
7.0 概述
MCS-51 单片机内部集成了一个全双工异步通信串行口 单片机的串行通信使用的是异步串行通信
1、并行通信和串行通信
单片机
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
P1.7
RXD
TXD
1 0 1 0
0101
波特率如何设置
如何发送和接收数据
11
.
31.05.2020
P3.2 0IT0 INT0 1
P3.4 T0 0IT1
P3.3INT1 1
P3.5 T1
P3.1 TX P3.0 RX
TCON
IE0
TF0
IE1
TF1 TI RI SCON 中断标志
IE
IP
EX0 ET0 EX1 ET1 ES EA
PX0 1 0
3、PCON：波特率加倍寄存器 87H
SMOD
4、IE：中断允许寄存器 A8H
EA -
- ES ET1 EX1 ET0 EX0
5、IP: 中断优先级寄存器 B8H
-
-
- PS PT1 PX1 PT0 PX0
二、特殊功能寄存器 1、SBUF 串行发送 / 接收数据缓冲器 99H
➢SBUF 串行发送 / 接收数据缓冲器是两个独立的物理单元， 共用一个地址（99H），可同时收、发数据。
用单一信号线， ⑤CAN总线接口 --- 1986 年德国电气商博世公司开发出面
向汽车的CAN 通信协议 ； ⑥USB总线接口---是由Intel、 Compaq、Digital、IBM、
Microsoft、NEC、Northern Telecom等7家 世界著名的计算机和通信公司共同推出。
7.1 串行口的结构
PC机 COM1,COM2
单片机与PC机之间的数据通讯
6、当前嵌入式系统流行的串行接口
①异步串行UART、同步串行USRT总线接口； ②SPI（Micro wire）总线接口 ---同步外设接口(SPI)是由摩托罗
拉公司开发全双工同步串行总线。 ③I2C总线接口------由PHILIPS公司开发的两线式串行总线。 ④1-Wire总线接口----是 Maxim 子公司达拉斯半导体的专利技术，采
PT0 1 0
PX1 1
0 PT1 1
0 PS 1
0
源允许 总允许 优先级
高级中
自 然
断请求
优 先
矢
级量
地
址 PC
自 低级中
然 断请求
优 先 级
矢 量 地
址
PC 硬件查询
1、SBUF：串行发送 / 接收数据缓冲器 99H 发送
接收
2、SCON：串行口控制寄存器 98H
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
由于同步通信多了一条“时钟线”，因此不太适合远 距离的通信。
主
data
被
主
data
被
控
控
控
控
方
clock
方
方
clock
方
主控方发送数据
主控方接收数据
优点是数据传输速率较高；
缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。
3、串行通信工作方式
单工
A 发
A 半双工 发
收
A 全双工 发
收
B 广播电台
收
收音机
要想保证通信的成功必须保证两点： ①通信双方必须保持相同的传送、接收速率（波特率）； ②双方必须遵守相同的数据格式（字符帧）。
同步方式：
在物理结构上，通信双方除了通信的数据线外还增加 了一个通信用的“时钟传输线clock”。由主控方提供 时钟信号clock。
由于有了时钟信号来“同步”发送或接收操作，所以 被传送的数据不再使用“起始位”和“停止位”，因 而提高了传送速度。因此同步通信常被用于系统内部 各芯片之间的接口设计。
例：异步串行通信的数据传送的速率是120字符/秒，而每个字符规 定包含10位（ 1个起始位、8个数据位、1个停止位）数字，则传输 波特率为：
120字符/秒× 10位/字符=1200位/秒= 1200bps
5、串行通信的电平标准
TTL电平、RS-232、RS-485等通信标准。
➢ TTL电平： 逻辑1：5V
一、串行口的结构图：
内部 总线
8
发送
SBUF
(99H)
门 发送 控制器
定 时
串 行 口 中 断 ≥1
TI
器
1
RI
8
接收
SBUF 8
(99H)
接收 控制器 输入 移位寄 存器
串 行 控 制 寄 存 器
(98H)
TXD(P3.1) RXD(P3.0)
4种工作方式如何设置 CPU如何查知已发完或已接收完数据
发送 SBUF
接收 SBUF MOV SBUF，A ；启动一次数据发送
MOV A，SBUF ；完成一次数据接收
指注：向发送缓冲器SBUF写入数据即可发送数据； 从接收缓冲器SBUF读出数据即可接收数据。
2、 SCON：串行口控制寄存器 98H
B
收
对讲机
发
B 收Baidu Nhomakorabea
电话机
发
4、波特率
用于表征串行通信速率的参数称为“波特率”； 波特率是指每秒钟传送二进制的位数;
（发送一个二进制位的时间的倒数） 波特率的单位为：位/秒（bit / s）；波特（Baud）。 波特率取值范围一般为： 0 ～ 115200 bit/s。影响波特率的
主要因素取决于传输线的分布电容、通信电平标准和传送距离；
逻辑0：0V
➢ RS-232标准：逻辑1：-3~-15V 逻辑0：+3V~+15V
➢ RS-485标准：逻辑1：+（2~6）V 逻辑0：-（2~6）V
➢ TTL电平（0～5V）：1.5米以内。 ➢ RS-232标准（+12V～-12V）：15米之内。 ➢ RS-485标准（差分输入输出）：1200米以上。