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第七章8251串行通信接口精品PPT课件
2. 作用:
调制器(Modulator)是一个波形变换器,它将基带数字 的波形变换成适合于模拟信道传输的波形。
解调器是一个波形识别器,将模拟信号恢复成原来的数字信 号。
010010 调制器
010010 解调器
3. 调制方法:
最基本的调制方法有以下几种：
（1）调幅（AM）
0 10011
即载波的振幅随基带数字信号而变化.
②若干个字符组成一个数据块列成方阵，列向按位相加产生
一个单字节检验和附加到数据块未尾。
1101001 0
0100000 1
1010101 0 1111001 1
奇偶位
1100001 特率： 是指在串行通信中，在基本波传输的情况下， 每秒钟传送的二进制脉冲的数目。 用波特率表示：即1波特=bit/s （位/秒）
数字
1
信号
-
+ 输出
振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移 键控(PSK)
五、信息的检错与纠错 串行数据在传输过程中，由于干扰而引起误 码是
难免的，这直接影响通信系统的可靠性，对通信中 的检/纠错能力是一个通信系统的重要内容。
检错：如何发现传输中的错误，称为检错。 纠错：如何消除错误，称为纠错 例：奇偶校验检错
A站
B站
发送器
发送器
接收器
接收器
图8.2 半双工方式示意图
特点：①每端需有一个收/发切换电子开关 ②因有切换，会产生时间延迟
应用：打印机串口，单向传送设备，发送器→接收器
单工 ：数据只能单向传送
A站 接收器
B站 发送器
图8.2 半双工方式示意图
四、信号的调制和解调
计算机的通信是要求传送数字信号，而在进行远程数据通 信时，线路往往是借用现有的公用电话网，但是，电话网是为 音频模拟信号的设计的。一般为300～3400Hz，不适合于数据 信号。
调制器(Modulator)是一个波形变换器,它将基带数字 的波形变换成适合于模拟信道传输的波形。
解调器是一个波形识别器,将模拟信号恢复成原来的数字信 号。
010010 调制器
010010 解调器
3. 调制方法:
最基本的调制方法有以下几种：
（1）调幅（AM）
0 10011
即载波的振幅随基带数字信号而变化.
②若干个字符组成一个数据块列成方阵，列向按位相加产生
一个单字节检验和附加到数据块未尾。
1101001 0
0100000 1
1010101 0 1111001 1
奇偶位
1100001 特率： 是指在串行通信中，在基本波传输的情况下， 每秒钟传送的二进制脉冲的数目。 用波特率表示：即1波特=bit/s （位/秒）
数字
1
信号
-
+ 输出
振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移 键控(PSK)
五、信息的检错与纠错 串行数据在传输过程中，由于干扰而引起误 码是
难免的，这直接影响通信系统的可靠性，对通信中 的检/纠错能力是一个通信系统的重要内容。
检错：如何发现传输中的错误，称为检错。 纠错：如何消除错误，称为纠错 例：奇偶校验检错
A站
B站
发送器
发送器
接收器
接收器
图8.2 半双工方式示意图
特点：①每端需有一个收/发切换电子开关 ②因有切换，会产生时间延迟
应用：打印机串口，单向传送设备，发送器→接收器
单工 ：数据只能单向传送
A站 接收器
B站 发送器
图8.2 半双工方式示意图
四、信号的调制和解调
计算机的通信是要求传送数字信号，而在进行远程数据通 信时，线路往往是借用现有的公用电话网，但是，电话网是为 音频模拟信号的设计的。一般为300～3400Hz，不适合于数据 信号。
串行通信PPT精选文档
指令 MOV A，SBUF 完成一次数据接收,SBUF可 再 ☞接收/发送数接据收,无下论一是个否数采用中断方式
工作,每接收/发送一个数据都必须用指 令对 RI/TI 清0，以备下一次收/发。
☞串行口相关的SFR(SCON,PCON)
串行口控制寄存器SCON(98H)
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI R1
☞发送：SBUF中的串行数据由RxD逐位移出； TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12；
每送出8位数据 TI就自动置1； 需要用软件清零 TI。
☞接收：串行数据由RxD逐位移入SBUF中； TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12；
每接收 8位数据RI就自动置1； 需要用软件清零 RI。
工作方式1:8位UART(1+8+1位)波特率可变
波特率可变，按公式计算
☞ SM2：串行口多机通信控制位 （作为方式2、方式3的附加控制位）
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
☞ RI,TI：串行口收/发数据申请中断标志位 ＝1 申请中断； ＝0 不申请中断
☞ RB8：在方式2、3中，是收到的第9位数据。 在多机通信中,用作区别地址帧/数据帧的 标志。（奇偶校验）
☞ TB8：方式2、3中，是要发送的第9位数据。 多机通信中,TB8=0 表示发送的是数据； TB8=1 表示发送的是地址。（奇偶校验）
☞ REN：串行口接收允许控制位 = 1 表示允许接收； = 0 禁止接收。
电源控制寄存器 PCON（97H） ——特殊功能寄存器PCON不能按位寻址——
PCON SMOD — — — GF1 GF0 PD 1DL
☞ 溢出率：T1溢出的频繁程度 即：T1溢出一次所需时间的倒数。
工作,每接收/发送一个数据都必须用指 令对 RI/TI 清0，以备下一次收/发。
☞串行口相关的SFR(SCON,PCON)
串行口控制寄存器SCON(98H)
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI R1
☞发送：SBUF中的串行数据由RxD逐位移出； TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12；
每送出8位数据 TI就自动置1； 需要用软件清零 TI。
☞接收：串行数据由RxD逐位移入SBUF中； TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12；
每接收 8位数据RI就自动置1； 需要用软件清零 RI。
工作方式1:8位UART(1+8+1位)波特率可变
波特率可变，按公式计算
☞ SM2：串行口多机通信控制位 （作为方式2、方式3的附加控制位）
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
☞ RI,TI：串行口收/发数据申请中断标志位 ＝1 申请中断； ＝0 不申请中断
☞ RB8：在方式2、3中，是收到的第9位数据。 在多机通信中,用作区别地址帧/数据帧的 标志。（奇偶校验）
☞ TB8：方式2、3中，是要发送的第9位数据。 多机通信中,TB8=0 表示发送的是数据； TB8=1 表示发送的是地址。（奇偶校验）
☞ REN：串行口接收允许控制位 = 1 表示允许接收； = 0 禁止接收。
电源控制寄存器 PCON（97H） ——特殊功能寄存器PCON不能按位寻址——
PCON SMOD — — — GF1 GF0 PD 1DL
☞ 溢出率：T1溢出的频繁程度 即：T1溢出一次所需时间的倒数。
6)串行外设接口PPT课件
1
SCI串行通信接口
TM S 32 0F28 12
3.3V
U4
SCITXDB SCIRXDB
HDPLX RS485/ 232 DE485/RTSA
/CTSA
2
16
15
8
7
10
12
/SHDN 9
11
1
0.1u
3
VCC
ZB/ T1OUT
DI/TIN ZB/ T2OUT
DE485/T2IN
R0/ R2OUT A/R2IN
9
SPI的典型接口
主控制器通过SPICLK信号来启动数据传输； 通常在一个时钟的边沿发送数据，而在时钟的另一个边沿接收数据； 两个微处理器能够同时发送和接收数据或一侧接收一侧发送。
主处理器
从处理器
主从式微处理器间的SPI连接
10
SPI的中断
SPI中断控制和状态位：
SPI中断使能位（SPICTL.0）：1－使能中断，0－禁止中断 当中断使能置位，且满足中断条件时，产生相应的中断。
16个SPICLK
16个SPICLK
共享总线式
19
DSP与MAX5253的接口电路
MAX5253配置为单极性输出方式 VOUTx=3.0V×NB/4096
+5
U6 MAX6 1 03
1
IN
C4 1 0 .1 u F
EPM7 12 8 SQC10 0
CPLD /CL
TMS3 20 F2 81 2
DSP
20
MAX5253的编程命令
MAX5253的编程命令 方法1 方法2
21
MAX5253接口时序
数据传送过程，/CS必须保持低电平； 提示：SPICTL中的TALK位控制/SPISTE引脚电平；若TALK＝1， 使能发送，且移位过程/SPISTE保持低电平。
SCI串行通信接口
TM S 32 0F28 12
3.3V
U4
SCITXDB SCIRXDB
HDPLX RS485/ 232 DE485/RTSA
/CTSA
2
16
15
8
7
10
12
/SHDN 9
11
1
0.1u
3
VCC
ZB/ T1OUT
DI/TIN ZB/ T2OUT
DE485/T2IN
R0/ R2OUT A/R2IN
9
SPI的典型接口
主控制器通过SPICLK信号来启动数据传输； 通常在一个时钟的边沿发送数据，而在时钟的另一个边沿接收数据； 两个微处理器能够同时发送和接收数据或一侧接收一侧发送。
主处理器
从处理器
主从式微处理器间的SPI连接
10
SPI的中断
SPI中断控制和状态位：
SPI中断使能位（SPICTL.0）：1－使能中断，0－禁止中断 当中断使能置位，且满足中断条件时，产生相应的中断。
16个SPICLK
16个SPICLK
共享总线式
19
DSP与MAX5253的接口电路
MAX5253配置为单极性输出方式 VOUTx=3.0V×NB/4096
+5
U6 MAX6 1 03
1
IN
C4 1 0 .1 u F
EPM7 12 8 SQC10 0
CPLD /CL
TMS3 20 F2 81 2
DSP
20
MAX5253的编程命令
MAX5253的编程命令 方法1 方法2
21
MAX5253接口时序
数据传送过程，/CS必须保持低电平； 提示：SPICTL中的TALK位控制/SPISTE引脚电平；若TALK＝1， 使能发送，且移位过程/SPISTE保持低电平。
第十章 串行通信接口技术PPT课件
51单片机的串行口为可编程的，用SM0、SM1设置串行口的工作方式。
1．方式0
串行口作同步移位寄存器用，波特率固定为fOSC/12 。 数据8位/帧，低位在前，无起始位、奇偶位及停止位。
数据由RXD(P3.0)端输入/输出，同步移位脉冲由TXD(P3.1)端输出。
多用于外接移位寄存器以扩展I/O端口
＝1。当上述两条的任一条不满足时，数据丢失。
SM2＝0，则不受第9数据位限制，不用于多机通信，第9数据位可作 为奇偶校验位。也可不用第9数据位，即不理睬第9数据位的值，当方式1 一样使用，为点对点通信，但要注意帧数据格式与方式1不同，不是10位 而是11位。
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1
发送过程： MOV SBUF，A
CPU将数据写到SBUF，启动发送，数据从TXD 端输出。发完一帧， 硬件自动置TI=1。
接收过程： MOV A，SBUF
数据从RXD输入。必须先设置REN=1，允许接收。如REN＝0，禁止接收。 ① RI＝0； ② SM2＝0或接收到的停止位＝1，则将8位数据装入SBUF， 停止位1装入RB8，RI置1。否则数据丢失。在方式1下，通常设置SM2＝0。 方式1下的波特率是可变的．取决于定时器TI 的溢出率
传送适用于近距离、传送速度高的场合。
2．串行通信 串行通信时，传送数据的各位按顺序一位一位地传送。 其优点是传输线少，传送通道费用低，故适合长距离数据传送。缺
点是传送速度较低。
PC机与外部设备（如打印机等）通信时，如果距离小于30m，采用 并行通信方式；当距离大于30m时，则采用串行通信方式。51单片机具 有并行和串行二种基本通信方式。
3．方式2和方式3
为11位异步通信接口。由TXD发送，RXD接收。 一帧信息由ll位组成，l位起始位0，8位数据位，1位可编程位(第9数 据位D8)和1位停止位1。
第4章串行通信接口ppt课件
(b/s)表示，也称为数据位率。它是衡量串行通信速率 的重要指标。
常用的标准波特率：110，300，… 4.8K， 9.6K， 56K
收/发时钟: 收/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率，
对于收/发双方之间数据传输的同步有十分重要的作 用。
波特率系数n
为了提高串行通信的抗干扰能力，往往用多个时 钟调制一个二进制数据，调制一个二进制数据的收/
被传送的正文内容， 由多个字符组成
SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块校验
同步字符 序始字符 文始字符 组终/文终字符 对从SOH开始直到ETX/ETB字段进行校验， 校验方式可以是纵横奇偶校验或CRC循环冗余校验。
3.特定字符的定义
SYN：同步字符（Synchronous），表示一帧的开始。
发时钟个数称为波特率系数n。
收/发时钟频率与波特率之间的关系：
收/发时钟频率=n×波特率
一般n取1, 16, 32和64等。对于异步通信，常采 用n=16；对于同步通信，则必须取n=1。
四、信号的调制和解调
计算机的通信是要求传送数字信号，而 在进行远程数据通信时，线路往往是借用现 有的公用电话网，但是，电话网是为音频模 拟信号的设计的。一般为300~3400Hz，不适 合于数据信号。
三、面向比特的同步通信数据格式
1.最有代表性的是： ①IBM的SDLC（Synchronous Data Link Control），
同步数据链路控制规程。 ②ANSI的ADCCP（Advanced Data Communication
Control Procedure）。 ③ISO的HDLC（High Level Data link Control）高级
常用的标准波特率：110，300，… 4.8K， 9.6K， 56K
收/发时钟: 收/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率，
对于收/发双方之间数据传输的同步有十分重要的作 用。
波特率系数n
为了提高串行通信的抗干扰能力，往往用多个时 钟调制一个二进制数据，调制一个二进制数据的收/
被传送的正文内容， 由多个字符组成
SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块校验
同步字符 序始字符 文始字符 组终/文终字符 对从SOH开始直到ETX/ETB字段进行校验， 校验方式可以是纵横奇偶校验或CRC循环冗余校验。
3.特定字符的定义
SYN：同步字符（Synchronous），表示一帧的开始。
发时钟个数称为波特率系数n。
收/发时钟频率与波特率之间的关系：
收/发时钟频率=n×波特率
一般n取1, 16, 32和64等。对于异步通信，常采 用n=16；对于同步通信，则必须取n=1。
四、信号的调制和解调
计算机的通信是要求传送数字信号，而 在进行远程数据通信时，线路往往是借用现 有的公用电话网，但是，电话网是为音频模 拟信号的设计的。一般为300~3400Hz，不适 合于数据信号。
三、面向比特的同步通信数据格式
1.最有代表性的是： ①IBM的SDLC（Synchronous Data Link Control），
同步数据链路控制规程。 ②ANSI的ADCCP（Advanced Data Communication
Control Procedure）。 ③ISO的HDLC（High Level Data link Control）高级
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SCI数据寄存器
MCU内部总线
SCI控制寄 存器
SCI状态 寄存器
10
SCI波特率 寄存器
5.2 AW60的SCI模块的编程结构
从程序员角度看，涉及SCI的有8个8位寄存器，其中2个波特 率寄存器，1个数据寄存器，3个控制寄存器，2个状态寄存器， 只要理解和掌握这8个寄存器的用法，就可以进行SCI编程
MAX232芯片输入输出引脚分类与基本接法
9
5.1.4 串行通信编程模型
从基本原理角度看，串行通信接口SCI的主要功能是：接收
时，把外部的单线输入的数据变成一个字节的并行数据送入MCU
内部；发送时，把需要发送的一个字节的并行数据转换为单线
输出
接受引脚 RxD
发送引脚 TxD
接受移位寄存器
发送移位寄存 器
第5章 串行通信接口SCI
Page 1
主要内容
❖5.1 异步串行通信的通用基础知识 ❖5.2 AW60的SCI模块的编程结构 ❖5.3 AW60的SCI构件设计与测试 ❖5.4 AW60的中断源与第一个带有中断的编程
实例
2
5.1 异步串行通信的通用基础知识
5.1.1 串行通信的基本概念 ➢ 异步串行通信的格式
➢ SCI状态寄存器
SCI状态寄存器1（SCIxS1） SCI状态寄存器2（SCIxS2）
12
5.3 AW60的SCI构件设计与测试
5.3.1 SCI构件设计概述
以SCI的初始化、接收和发送三种基本操作为例，来说明实现构件 化的全过程
➢ 实现构件化编程的SCI软件模块应当具有以下几个特点： SCI模块是最底层的构件，它主要向上提供三种服务，分 别是SCI模块的初始化、接收单个字节和发送单个字节， 向下则直接访问模块寄存器，实现对硬件的直接操作。另 外，从现实使用角度出发，它还需要封装接收N个字节和 发送N个字节的子功能函数 SCI模块在软件上对应1个SCI.c程序源代码文件和1个 SCI.h头文件，当需要对它进行移植时，大多数情况下只 需简单拷贝这两个文件即可，无需对源代码文件和头文件 进行修改，只有当实施不同芯片之间的移植时，才需要修 改头文件中与硬件相关的宏定义 上层构件或软件在使用该构件时，严格禁止通过全局变量 来传递参数，所有的数据传递都直接通过函数的形式参数 来接收
4
➢ 串行通信的传输方式 单工（Simplex）：数据传送是单向的，一端为发送端，另一端 为接收端。这种传输方式中，除了地线之外，只要一根数据线 就可以了。有线广播就是单工的
全双工（Full-duplex）：数据传送是双向的，且可以同时接 收与发送数据。这种传输方式中，除了地线之外，需要两根数 据线，站CU的异步串行通信接口均是全双工的
MAX232引脚
串行通信接口电平转换电路
8
MAX232芯片进行电平转换基本原理是： 发送过程：MCU的TXD（TTL电平）经过MAX232的11脚 (T1IN)送到MAX232内部，在内部TTL电平被“提升”为 232电平，通过14脚(T1OUT)发送出去 接收过程：外部232电平经过MAX232的13脚（R1IN）进入 到MAX232的内部，在内部232电平被“降低”为TTL电平 ，经过12脚（R1OUT）送到MCU的RXD，进入MCU内
AW60的SCI模块寄存器简况
11
➢ SCI波特率计算公式与SCI波特率寄存器
SCI波特率= fBUSCLK/(16×BR)，其中fBUSCLK为内部总线频率
➢ SCI数据寄存器 ➢ SCI控制寄存器
SCI 控制寄存器1（SCIxC1） SCI 控制寄存器2（SCIxC2） SCI 控制寄存器3（SCIxC3）
半双工（Half-duplex）：数据传送也是双向的，但是在这种 传输方式中，除了地线之外，一般只有一根数据线。任何一个 时刻，只能由一方发送数据，另一方接收数据，不能同时收发 。在freescale的HCS08系列MCU中，监控模式的通信就采用这 种方式
5
5.1.2 RS-232总线标准
MCU引脚一般输入/输出使用TTL电平，而TTL电平的“1”和 “0”的特征电压分别为2.4V和0.4V，适用于板内数据传输。 为了使信号传输得更远，美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)制订了串行物理接口标准RS-232C。 RS-232C采用负逻辑，-3V～-15V为逻辑“1”，+3V～+15V为逻 辑“0”。RS-232C最大的传输距离是30m，通信速率一般低于 20Kbps。 RS-232接口，简称“串口”，它主要用于连接具有同 样接口的室内设备。目前几乎所有计算机上的串行口都是9芯接 口。下面给出了9芯串行接口的排列位置，相应引脚含义见下表
SCI(standard non-return-zero mark/space data format) “标准不归零传号/空号数据格式”通常采用NRZ 数据格式.“不归零”的最初含义是：用正、负电平表示 二进制值，不使用零电平。“mark/space”即“传号/空 号”分别是表示两种状态的物理名称，逻辑名称记为 “1/0”。下图给出了8位数据、无校验情况的传送格式
串行通信数据格式
3
➢ 串行通信的波特率 波特率单位是位/秒，记为bps。通常情况下，波特率的单位可 以省略。通常使用的波特率有300、600、900、1200、1800、 2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200、128000 等
➢ 奇偶校验 字符奇偶校验检查（character parity checking）称为垂直 冗余检查（ vertical redundancy checking，VRC），它是每 个字符增加一个额外位使字符中“1”的个数为奇数或偶数。 奇校验：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，校验位应为 “1”，如果“1”的数目是奇数，校验位应为“0”。 偶校验：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，则校验位应 为“0”，如果是奇数则为“1”
。
6
上图为9芯串行接口排列
9芯串行接口引脚含义表
7
5.1.3 TTL电平到RS-232电平转换电路
具有SCI接口的MCU，一般具有发送引脚(TxD)与接收引脚 (RxD)，不同公司或不同系列的MCU，使用的引脚缩写名可能不 一致，但含义相同。SCI的外围硬件电路，主要目的是将MCU的 发送引脚TxD与接收引脚RxD的TTL电平，通过RS-232电平转换 芯片转换为RS-232电平。下图给出一个基本SCI电平转换电路 及芯片MAX232引脚图