单片机的串行接口及串行通信
(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。
《单片机串行接口》课件
目录
CONTENTS
• 单片机串行接口概述 • 单片机串行接口的硬件结构 • 单片机串行接口的编程实现 • 单片机串行接口的调试与测试 • 单片机串行接口的应用实例
01
CHAPTER
单片机串行接口概述
定义与特点
定义：单片机串行接口是指单片机与其 他设备或系统之间进行串行通信的接口 。
示波器
用于测量信号的波形和参数，如电压、频率等。
逻辑分析仪
用于分析单片机的串行接口信号，以便于调试和 测试。
串行接口的性能评估
传输速率
评估串行接口的传输速度，确保满足应用需 求。
误码率
评估数据传输的准确性，确保数据传输无误 码。
兼容性
评估串行接口与其他设备的兼容性，以便于 与其他设备进行通信。
05
串行接口的中断处理
中断请求
当串行接口接收到数据或发生错误时，会产生 中断请求信号。
中断服务程序
在中断服务程序中，根据中断类型执行相应的 处理操作，如数据接收或错误处理。
中断优先级
根据实际情况，为不同的中断类型分配不同的优先级，以确保重要中断得到及 时处理。
04
CHAPTER
单片机串行接口的调试与测 试
为了提高数据传输的准确性，可以选择奇校验或偶校 验方式。
串行数据的发送与接收
发送数据
将要发送的数据按照串行 协议打包，并通过串行接 口发送出去。
接收数据
从串行接口接收数据，并 根据协议进行解析，提取 出有用的信息。
数据缓冲
为了提高数据传输的效率 ，可以设置数据缓冲区， 以暂存待发送或待处理的 数据。
单片机串行接口的硬件结构
串行接口的电路组成
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。
《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口
单片机原理第7篇章串行接口
总结和重点强调
串行接口的定义和作用
串行接口是一种用于在计算机系统或电子设备之间传输数据的接口，实现设备之间的通信和 数据交换。
串行通信的特点和优势
逐位传输数据、使用较少的信号线、较高的数据传输速率，节省空间、提高传输效率。
常见的串行接口类型及其应用场景
USB接口、RS-232接口等，应用于计算机、外部存储设备等设备的数据传输。
单片机原理第7篇章串行 接口
串行接口是一种用于在计算机系统或电子设备之间传输数据的接口。它通过 逐位地传输数据，能够有效地减少信号线的使用数量，提高数据传输速率。
串行接口的定义和作用
定义
串行接口是一种数据传输的接口，将数据逐位传输，通过时钟信号同步。
作用
串行接口用于在计算机系统或电子设备之间传输数据，实现设备之间的通信和数据交换。
协议
串行通信需要定义通信协议，规定数据的传输格 式和通信规则。
常见的串行接口类型及其应用场景
USB接口
应用于计算机、外部存储设备、打印机等设备 的数据传输。
RS-2 32 接口
应用于计算机和串行设备之间的长距离数据传 输。
串行通信的标准和协议
1 标准
例如RS-232、USB、SPI、I2C等标准规 定了接口的电气特性和 了数据的传输方式、速率和控制信号。
串行接口的发展趋势和未来展望
1
提高速率
随着技术的发展，串行接口的传输速率将进一步提高，满足对高速数据传输的需 求。
2
减少功耗
为了满足节能环保的需求，串行接口将朝着功耗更低、效率更高的方向发展。
3
应用扩展
串行接口将广泛应用于更多领域，例如物联网、智能家居等。
重要性
串行接口在现代计算机和电子设备中起着至关重要的作用，是数据传输的基础。
单片机教程 第9章-串口通信
9.2
MCS-51单片机串行接口
方式1所传送的波特率取决于定时器T1的溢出 率和特殊功能寄存器PCON中SMOD的值,即方式1的
波特率=(2SMOD/32)×定时器T1的溢出率。
②方式1接收：当串行口置为方式1,且REN=1 时,串行口处于方式1输入状态。它以所选波特率 的16倍的速率采样RXD引脚状态。
示字符的结束。异步传送的字符格式如图所示。 ①字符帧：也叫数据帧，由起始位、数据位、奇 偶校验位和停止位4个部分组成。
9.1
串行通信基础
9.1
串行通信基础
②波特率：就是数据的传送速率,即每秒钟传送的 二进制位数，单位：位/秒。 说明：要求发送端与接收端的波特率必须一 致。波特率越高，传送速度越快。
9.1
串行通信基础
下图为以上两种通信方式的示意图。由图可知, 假设并行传送N位数据所需时间为T,那么串行传送 的时间至少为NT,实际上总是大于NT的。
9.1
串行通信基础
9.1.1
串行通信的分类
1、异步通信
异步传送的特点是数据在线路上的传送不连
续。在传送时,数据是以一个字符为单位进行传送
的。它用一个起始位表示字符的开始,用停止位表
;清0接收中断标志 ;接收数据 ;取奇偶校验位 ;偶校验时转L1 ;奇校验时RB8为0转出错处理
;偶校验时RB8为1转出错处理 ;奇偶校验对时存入数据 ;修改指针 ;恢复现场 ;中断返回 ;出错处理 ;中断返回
L1: L2:
ERR:
9.2
MCS-51单片机串行接口
4、方式3 方式3为波特率可变的9位异步通信方式,除了
fOSC 2 SMOD 64
T 1溢出率2 SMOD 32
单片机的双机串口通信原理
单片机的双机串口通信原理单片机的双机串口通信原理是通过串口连接两个单片机，使它们能够进行数据的传输和通信。
串口是一种常见的通信方式，它使用两条信号线进行数据的传输：一条是串行数据线（TXD），用于发送数据；另一条是串行接收线（RXD），用于接收数据。
通过串口通信，两个单片机可以进行双向的数据传输，实现信息的互相交流和共享。
在双机串口通信中，一台单片机充当主机（Master），另一台单片机充当从机（Slave）。
主机负责发起通信请求并发送数据，从机负责接收并响应主机发送的数据。
通信过程中，主机和从机需要遵守相同的协议和通信规则，以确保数据的正确和可靠传输。
双机串口通信的主要步骤如下：1. 端口初始化：在双机串口通信开始之前，两台单片机的串口端口需要初始化。
主机和从机需要设置相同的波特率（Baud Rate），数据位数（Data Bits）、停止位数（Stop Bits）和校验方式（Parity Bit），确保两台单片机之间的通信能够正常进行。
2. 数据发送：主机将要发送的数据写入到串口发送寄存器中，然后通过串口发送线路将数据位一位一位地发送给从机。
主机发送完所有数据位后，等待从机的响应。
3. 数据接收：从机通过串口接收线路接收主机发送的数据位，然后将接收到的数据位存放在串口接收寄存器中，等待从机的处理。
4. 数据处理：从机接收到主机发送的数据后，根据通信协议和通信规则进行数据处理。
从机可能需要对数据进行校验、解析和执行相应的操作，然后将处理结果写入到串口发送寄存器中，以供主机进行相应的处理。
5. 响应发送：从机将处理结果写入到串口发送寄存器中，然后通过串口发送线路将数据位一位一位地发送给主机。
从机发送完所有数据位后，等待主机的进一步操作。
6. 数据接收：主机通过串口接收线路接收从机发送的数据位，然后将接收到的数据位存放在串口接收寄存器中，等待主机的处理。
7. 数据处理：主机接收到从机发送的数据后，根据通信协议和通信规则进行数据处理。
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。
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
单片机串行口及应用特百度
单片机串行口及应用特百度单片机串行口是指单片机上的一组用于串行通信的接口。
串行通信是一种逐位传输数据的通信方式，相对于并行通信来说，占用的引脚数目较少，适用于资源有限的场合。
单片机串行口通常包括多个引脚，其中包括发送引脚（Tx），接收引脚（Rx）和时钟引脚（Clk）等。
单片机串行口的应用十分广泛，主要涉及以下几个方面：1. 与计算机通信：单片机通过串行口与计算机之间可以进行数据的传输与通信，可以用于单片机与PC进行数据的互传和控制。
在这种应用中，通过合理编程可以实现数据的双向传输，包括数据的发送和接收。
2. 控制外设：单片机可以通过串行口与外部设备进行通信和控制。
比如，单片机可以通过串行口与LCD液晶显示屏通信，控制其显示内容；通过串行口与电机驱动芯片通信，控制电机的转动；通过串行口与温湿度传感器通信，获取环境温湿度信息等。
3. 数据采集与传输：单片机可以通过串行口与各种传感器进行通信，实时采集传感器产生的数据，并通过串行口传输给其他设备进行处理。
比如，可以通过串行口与光电传感器通信，实时采集光照强度并传输给其他设备进行处理；通过串行口与压力传感器通信，实时采集压力数值并传输给其他设备进行处理。
4. 远程控制：单片机可以通过串行口与远程设备进行通信，实现对远程设备的控制。
比如，通过串行口与无线模块通信，实现对远程设备的远程开关控制；通过串行口与蓝牙模块通信，实现对蓝牙设备的远程控制等。
需要注意的是，由于单片机串行口的通信速率相对较低，一般只适合低速数据传输，对于高速数据传输，通常需要使用其他接口，如USB、以太网等。
单片机串行口在物联网、智能家居、工业控制、嵌入式系统等领域有着广泛的应用。
通过串行口的使用，可以实现信息的传输、设备的控制和数据的采集，提高系统的灵活性和可控性。
同时，单片机串行口的应用也需要深入了解串行通信的原理和相关编程知识，以保证通信的稳定和可靠性。
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。
单片机接口技术
单片机接口技术一、概述单片机接口技术是指将单片机与外部设备进行连接和通信的技术。
单片机作为控制器，需要通过接口与外部设备进行数据的输入和输出，实现对外部设备的控制和操作。
本文将介绍单片机接口技术的基本原理、常用接口类型以及实现方法。
二、基本原理1. 串行通信串行通信是指在单根线路上，按照一定的时间间隔传输数据的方式。
串行通信可以分为同步串行通信和异步串行通信两种方式。
同步串行通信需要发送方和接收方在时钟上保持同步，而异步串行通信则不需要。
2. 并行通信并行通信是指在多根线路上同时传输数据的方式。
并行通信可以分为标准模式和高速模式两种方式。
标准模式下，每个数据线都只能传输一个比特位；而高速模式下，则可以同时传输多个比特位。
3. 中断技术中断技术是指当某个事件发生时，会引起CPU中断，并执行相应的中断服务程序。
中断技术可以有效地提高系统效率，使CPU能够及时地响应外部事件。
三、常用接口类型1. 串口接口串口接口是指将单片机与外部设备通过串行通信进行连接的接口。
串口接口可以分为RS232、RS485、TTL等多种类型，其中RS232是最为常用的一种。
2. 并口接口并口接口是指将单片机与外部设备通过并行通信进行连接的接口。
并口接口可以分为标准模式和高速模式两种类型，其中标准模式下使用的最为广泛的是Centronics接口。
3. USB接口USB接口是指将单片机与外部设备通过USB总线进行连接的接口。
USB接口具有传输速度快、数据稳定性好等优点，因此在许多应用中得到了广泛应用。
四、实现方法1. 软件实现软件实现是指通过编写程序来实现单片机与外部设备之间的通信。
软件实现需要掌握相应的编程语言和单片机控制器的操作方法，对于一些简单的应用场景来说效果较好。
2. 硬件实现硬件实现是指通过电路设计来实现单片机与外部设备之间的通信。
硬件实现需要掌握相应的电路设计技术和电子元器件知识，对于一些复杂或高速传输要求较高的应用场景来说效果较好。
单片机的串行口及应用
起 始
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
停 止
16
第六章 8051单片机的串行口应用
与门
或门
⑴发送：方式1时，发送的工作原理图如上图所示。 D将1写入 数据写 计数器 数据为0 TXD输 D0发 移位寄存 SBUF 溢出 发送为0 出0 送 器9位 TI置 发送第9 清除发 D1发 计数器第16 位 送信号 位1 送 次溢出 17
⑴发送
8位数据写 入SBUF TI置位 撤消 发送 选通D触发 器置1 零检测 器为 0 发送启动 8位数据 移位输出
第9位向 左均为 0
14
左边补0
第六章 8051单片机的串行口应用
⑵接收
当REN＝1 且RI为零
启动 接收
1111 1110 写入移位 寄存器
清除接 收信号
15
RXD引脚 接收一位 信号 移位寄存器 的内容送入 SBUF
并行输出， 最高位
清除端，低 电平输出全 为0
时钟输入
24
第六章 8051单片机的串行口应用 例6-1 在单片机的串行口外接一个串入并出8位移位寄存器 74LS164 ，实现串口到并口的转换。数据从RXD端输出，移位脉冲 从TXD端输出。执行如下程序后LED指示灯轮流点亮。
时钟输入端
串行输入端
25
第六章 8051单片机的串行口应用 6.3 串行口应用举例 6.3.1 串口/并口转换 例： 使用74LS164的并行输出接8只发光二极管，利用它的 串入并出功能，把发光二极管从左向右依次点亮，并不断循环 之。
并行输出端
串行输入端
时钟输入端
22
串行输入并行输 出的移位寄存器
单片机中常见的接口类型及其功能介绍
单片机中常见的接口类型及其功能介绍单片机（microcontroller）是一种集成了中央处理器、内存和各种外围接口的微型计算机系统。
它通常用于嵌入式系统中，用于控制和监控各种设备。
接口是单片机与外部设备之间进行数据和信号传输的通道。
本文就单片机中常见的接口类型及其功能进行介绍。
一、串行接口1. 串行通信口（USART）：USART是单片机与外部设备之间进行串行数据通信的接口。
它可以实现异步或同步传输，常用于与计算机、模块、传感器等设备进行数据交换。
2. SPI（串行外围接口）：SPI接口是一种全双工、同步的串行数据接口，通常用于连接单片机与存储器、传感器以及其他外围设备。
SPI接口具有较高的传输速度和灵活性，可以实现多主多从的数据通信。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit）：I2C接口是一种面向外部设备的串行通信总线，用于连接不同的芯片或模块。
I2C接口通过两条双向线路进行数据传输，可以实现多主多从的通信方式，并且占用的引脚较少。
二、并行接口1. GPIO（通用输入/输出）：GPIO接口是单片机中最常见的接口之一，用于连接与单片机进行输入输出的外围设备。
通过设置相应的寄存器和引脚状态，可以实现单片机对外部设备进行控制和监测。
2. ADC（模数转换器）：ADC接口用于将模拟信号转换为数字信号，常用于单片机中对模拟信号的采集和处理。
通过ADC接口，单片机可以将外部传感器等模拟信号转化为数字信号，便于处理和分析。
3. DAC（数模转换器）：DAC接口用于将数字信号转换为模拟信号。
通过DAC接口，单片机可以控制外部设备的模拟量输出，如音频输出、电压控制等。
三、特殊接口1. PWM（脉冲宽度调制）：PWM接口用于产生特定占空比的脉冲信号。
通过调节脉冲的宽度和周期，可以控制外部设备的电平、亮度、速度等。
PWM接口常用于控制电机、LED灯、舵机等设备。
2. I2S（串行音频接口）：I2S接口用于在单片机和音频设备之间进行数字音频数据传输。
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。
单片机通信接口特性分析与测试方法
单片机通信接口特性分析与测试方法概述单片机通信接口作为单片机系统中非常重要的部分，承担了与外部设备进行数据交互的关键任务。
在实际的应用中，我们需要对单片机通信接口的特性进行分析和测试，以确保其正常工作。
本文将介绍单片机通信接口的特性分析和测试方法，包括串行通信接口和并行通信接口。
一、串行通信接口特性分析与测试方法1. 串行通信接口的特性分析串行通信接口是单片机中常用的通信方式。
它通过发送和接收位序列来传输数据，可以分为同步串行通信和异步串行通信。
在分析串行通信接口的特性时，需要考虑以下方面：(1) 通信速率：即每秒传输的位数，常用的波特率有9600、19200、38400等。
(2) 数据位数：表示每个数据帧中包含的数据位数，通常为8位。
(3) 奇偶校验位：用于检测和校正数据中的错误。
(4) 停止位数：用于标识一个数据帧的结束。
(5) 数据传输方式：包括全双工、半双工和单工。
2. 串行通信接口的测试方法为了确保串行通信接口的正常工作，我们可以采用以下测试方法：(1) 通信速率测试：通过在发送端和接收端设置相同的波特率，并发送一串测试数据，然后比较接收到的数据是否正确。
(2) 数据位测试：设置不同的数据位数，并发送一串测试数据，然后验证接收到的数据是否符合预期。
(3) 奇偶校验位测试：设置不同的奇偶校验位，并发送一串测试数据，然后检查接收到的数据是否通过了校验。
(4) 停止位测试：设置不同的停止位数，并发送一串测试数据，然后验证接收到的数据的停止位是否正确。
(5) 数据传输方式测试：通过设置不同的数据传输方式，如全双工、半双工和单工，然后发送测试数据进行验证。
二、并行通信接口特性分析与测试方法1. 并行通信接口的特性分析并行通信接口是单片机与外部设备进行数据交互的重要通道，常用的并行通信接口有总线接口和口接口。
在分析并行通信接口的特性时，需要考虑以下方面：(1) 数据位数：表示每个数据帧中包含的数据位数，通常为8位。
第6章--串行接口及串行通信技术
第 n字 符 帧 8位 数 据
停 奇偶 止 校验 位
D7 0/1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1
空闲位 111
第 n＋ 1字 符 帧
起
始 位
8位 数 据
0 D0 D1 …
图6.3 异步通信帧格式
第9章 串行接口及串行通信技术
(1) 起始位：在没有数据传送时，通信线上处于逻 辑“1”状态,当信号变为0时表示起始位。
实际用户并不一定用到RS- 232C标准的全部信号 线，常常使用9针非标准连接器替代25针连接器，称 为DB-9。
第9章 串行接口及串行通信技术
方向 到DCE 到DTE 到DTE 到DTE
到DCE 到DCE 到DTE 到DTE 到DCE 到DCE
名称
第2路发送数据 发送时钟
第2路接收数据 接收时钟 未用
例：当约定为奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数 之和应为奇数；当约定为偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1” 的个数之和应为偶数。接收方与发送方的校验装置和方式应一致。接 收字符时，对“1”的个数进行校验，若二者不一致，则说明传输数据 过程中出现了差错。
第9章 串行接口及串行通信技术
同时传送的通信方法，如图6.1所示。 特点：传输控制简单、速度快。但距离长时传输线多，成本高。
2）串行通信 串行通信是指构成信息的二进制字符的各位数据一位一位顺序地
传送的通信方式，如图6.2所示。 特点：传输控制复杂、速度慢，但传输线少，成本低。
第9章 串行接口及串行通信技术
P0.7
微型 计算机 (89C51)
把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去。 2）解调器
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注意：在串行通信中，收发双方的数据传输率必须一 致，否则接收方接收的数据会产生混乱。
发送数据可以采用中断方式或查询方式进行。 采用查询方式发送数据的过程为： 发送一个数据→查询TI→发送下一个数据
接收数据可以采用中断方式或查询方式进行。 采用查询方式接收数据的过程为: 查询RI→读入一个数据→查询RI→读下一个数据
单片机的异步串行通信根据通信距离、抗干扰性 能的要求，信号的形式可选择TTL电平传输、RS-232 电平传输、RS-422A或RS-485差分传输等信号形式进 行串行数据的传输。
单片机串行口控制器的输入、输出信号均为TTL 电平。这种信号传输形式受传输距离限制，抗干扰性 能差，不能进行远距离通信。
对于远距离的系统与系统之间的串行通信，通常 将TTL电平变换为RS-232电平或采用差分形式来实现 ，如RS-232、RS-422A、RS-485等标准来实现串行通 信传输。
第6章 单片机的串行接口及串
行通信
学习目标
掌握串行通信的基本概念 掌握单片机串行通信接口的结构 掌握串行通信控制寄存器 掌握单片机串行通信的工作方式 掌握串行通信的应用及编程方法
主要内容
6.1 串行通信基础 6.2 串行口的结构与工作原理 6.3 串行口的控制寄存器 6.4 单片机串行通信工作方式 6.5 单片机串行通信接口技术
波特率和数据传输率两者相似但不等同，只有当 采用基波传输时两者的单位才相同。即：
1波特=1bps(位/秒)
主要内容
6.1 串行通信基础 6.2 串行口的结构与工作原 6.3 串行口的控制寄存器 6.4 单片机串行通信工作方 6.5 单片机串行通信接口技术
6.2 串行口的结构与工作原理
在5l系列单片机中，通用异步接收器和发送器 UART(Universal Asynchronous Receiver／Transmitter)已 作为一个功能部件集成在其中，构成一个可编程的全 双工串行通信接口。
SCON用于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，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。
主要内容
6.1 串行通信基础 6.2 串行口的结构与工作原理 6.3 串行口的控制寄存器 6.4 单片机串行通信工作方式 6.5 单片机串行通信接口技术
6.3 串行口的控制寄存器
与串行通信有关的控制寄存器是： SCON：串行控制寄存器。 PCON：电源控制寄存器。 IE： 中断允许寄存器。
6.3.1 串行控制寄存器SCON
6.1 串行通信基础
控制器与外部设备或控制器与控制器之间的数据 传送称为通信。
通信方式: 并行通信 和 串行通信。 串行通信就是数据按位顺序串行传送，最少只需 一根传输线即可完成，成本低, 但速度慢。 串行通信分又可分为同步和异步两种方式。 同步通信是通过发送同步字符协调发送方和接收 方的串行通信方式，要求双方的时钟严格同步。 异步通信是通信发送方与接收方使用各自的时钟 分别控制数据的发送和接收的串行通信方式。
6.2.1 串行口结构
6.2.2 工作原理
发送数据：CPU向输出缓冲器SBUF写入数据，同时启动串行 发送数据，当一帧数据发送完毕，硬件置位发送中断标志 位TI(SCON.1)。
接收数据：若检测到起始位，则其后对RXD引脚每间隔一定时 间进行采样，采样到的数据以移位方式存入输入移位寄存器， 当数据接收完成或检测到停止位时，输入移位寄存器的内容被 送入接收缓冲器SBUF，并置1接收中断标志位RI(SCON.0).
LSB
MSB
起始位——开始一个字符传送的标志位。 数据位——起始位之后传送的数据信号位。 奇偶效验位——用于对字符的传送作正确性检查。 停止位——用以标志一个字符的结束。 位时间——发送1位数据所需时间。 帧（frame）——从起始位开始到停止位结束的全部内容 称为一帧。
6.1.2 异步串行通信的信号形式
6.1.1 异步串行通信的字符格式
异步串行通信在时钟控制下每次传送一位数据 ，若干个位组成一个字符帧，一个完整的字符帧完 成一个字符的传送。
起 空始 闲位
一个字符帧 数据位
校停 验止 位位
空 下一字符 闲 起始位
LSB
MSB
起 空始 闲位
一个字符帧 数据位
校停 验止 位位
空 下一字符 闲 起始位
半双工(Half-duplex)形式：数据传送是双向的，但 任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收 数据，发送和接收不能同时进行。
全双工(Full-duplex)形式：数据传送是双向的，且 可以同时发送和接收数据。
接收器
接收器
接收器
接收器
发送器
接收器
发送器
发送器
发送器
发送器
甲机
乙机
甲机
乙机
甲机
乙机
a) 单工传送
b) 半双工传送
c) 全双工传送
6.1.4 串行通信的数据传输速率
衡量数据通信系统通信速度的指标: ----波特率和数据传输率 。 波特率: 指单位时间内线路变化次数，反映了数
据的调制信号波形变换的频繁程度。单位是“波特 ”(baud)。
数据传输率: 指单位时间内传送的信息量，以每 秒钟传送格式位的数量来表示。单位是“比特/秒 ”(bps)。
6.1.3 串行通信的数据通路形式
数据通信系统由信源、信宿和信道三部分组成。 数据通信的发送方称为信源； 接收方称为信宿； 为了在信源和信宿之间进行数据传输，必须在信 源和信宿之间建立一条传送信号的物理通道，这条通 道称为信道。
Hale Waihona Puke 串行通信有以下三种数据通路连接形式：
单工(Simplex)形式：数据传送是单向的，通信双方 中一方固定为接收端，另一方固定为发送端。