单片机的串行口及应用

RXD 80C51
T1IN T1OUT MAX232A R2OUT R2IN
R1IN R1OUT GND MAX232A R2IN T2OUT T2IN GND
RXD TXD T2OUT 80C51
A机
GND
B机
电平转换器件与接线
+5V
+ 1 3 + 11 12 10 9 4 5 16 2 6 +
TXD RXD 计 算 机 乙
无联络线方式
联络线短接（伪连接）方式
RS-232C电平与TTL电平转换驱动 电路
早期常用MC1488、MC1489
近期常用MAXM232：
片内带有自升压电路 仅需+5V电源 内含2个发送器，2个接收器
采用RS-232C接口存在的问题
传输距离短、速率低
通常不超过15米，速率20Kbps
1.串行通信的基本概念
异步通信与同步通信
异步通信
以“0”作为起始 以“1”作为停止 各帧间隔时间任意
发送 设备
10100100 0
TXD
接收 设备
1 11100110
RXD
1 10100100 0
1 11100110 0
收、发设备时钟独立，以字符(帧)为单位传 输
异步通信帧格式
空 闲 起 始 位 一个字符帧 数据位 校 验 位 停 止 位 空 闲
（一）串行通信基本原理
通信：并行通信与串行通信
并行通信
发送 设备
0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
时钟 D7 0 1 1 D6 D5 : : : D1 D0
接收 设备
选通 状态
0 1 T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
特点：传送控制简单、速度快，但传输线较多，成本高。
串行通信
发送 设备
0 1 1 0 1 1 0 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TXD
时钟
接收 设备
数据线
0 1 0 1 1 0 1 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
D1 D0
0 1
D2(1)
RXD
T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
特点：传送控制复杂、速度慢，传输线少，成本低
接收
信号的调制与解调
RS-232C RS-232C
电话网
DCE DCE
DTE
调制解调器 调制 解调
DTE
DTE：数据终端设备 DCE：数据通信设备
2.串行通信接口标准
RS-232C定义的是DTE与DCE间的接口标准。
1 机械特性
13
1
5
14
25
6
9
DB-25 连接器
DB-9 连接器
电气特性
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
要求：（1）8个发光管全亮；（2）从左向右依次变灭，每 次减少一个，直到全灭；（3）从左向右依次点亮，每次亮 一个；（4）从右向左依次点亮，每次亮一个；（5）从左向 右依次点亮，每次增加一个，直到全亮；（6）返回（2）循 环。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN:MOV SCON,#0 CLR ES MOV DPTR,#TAB LOOP:MOV R0,#0 L1: MOV A,R0
二、 串行通信基础知识
并行 数据传送 同步 串行 异步（用于单片机中）
并 行 数 据 传 送
原理 优点 缺点 各数据位同时传送 传送速度快、效率高 数据位数→传输线根数：成本高
串 行 数据 传 送
数据位按位顺序进行 最少只需一根传输线即可完成：成本低 速度慢
应用
传送距离＜30米，用于计算机内部
几米～几千公里，用于计算机与外设之间
RS-232C采用负逻辑电平，规定（-3～-25V）为逻辑“1”， （+3～+25V）为逻辑“0”。-3V～+3V是未定义的过渡区。 试比较：
V
+5 1 2 0.8 0 0
0 1 0 1
V
+25 +3 -3
0 1 0 1
0
t
t
1
-25 RS232电平
TTL电平
电平转换电路（如MAX232）。
过程特性
远程通信，需要调制解调器
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
近程通信，不需要调制解调器
TXD RXD 计 4 算 5 6 机 甲 20 TXD RXD 计 4 算 5 6 机 20 乙
TXD RXD 计 算 机 甲
+10V -10V
80C51
TXD RXD
MAX232
+
T1IN R1OUT T2IN R2OUT
T1OUT R1IN T2OUT R2IN
14 13 7 8
2 3 5
15
通信协议
串口方式1，2400 Baud，T1定时方式2， 晶振选 11.0592MHz ，查表知： TH1=TL1=F4H ， SMOD=0 A机发“E1”联络，B机同意接收发“E2”响应 A机收到“E2”后，发数据块及校验字节。 B机接收数据块及校验字节，判传输是否正确 正确时向A机发送“00H”，否则发送“FFH” A 机接收到“ 00H” 则本次传输结束。否则重新 传输数据
模块五 单片机的串行口及应用
一、案例----基于串行口的彩灯控制系统 功能：1、彩灯0.5S移动1次; 2、彩灯输出控制 由串行口实现。 前面介绍的彩灯输出控制都是基于并行口的，本 次课讨论另外的实现方法---串行输出。
数据输入
RXD
1 2 8
TXD 移位脉冲 8051
74LS164
3 4 5 6 10 11 12 13
有电平偏移
RS-232收发共地，地电流会使电平偏移出现逻辑错误。
抗干扰能力差
RS-232常用单端输入，易混入干扰。
新标准RS-485改善了传输特性，应用广泛。
单片机与单片机间的通信
硬件连接
近程连接 （直连）
TXD RXD 80C51 GND RXD TXD 80C51 GND
TXD
远程连接 (电平转换)
下一字符 起始位
D0
D7
起始位（１位）； 数据位（８位）； 奇偶校验位（１位，可无校验位）；
停止位（１位）。
特点


易于实现 效率不高
同步通信 （发、收时钟直接连接，效率高。板内元件间
的SPI接口）
串行通信的传输方向
单工
发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 接收
半双工
发送
时间1
接收
接收
时间2
发送
全双工
发送
接收 发 送
80C51 有 1 个全双工串 行口
MOVC A,@A+DPTR 计算机串行通信基础 CLR P1.0 MOV SUBF,A JNB TI,$ CLR TI SETB P1.0 ACALL DELAY INC R0 CJNE R0,#34,L1 SJMP LOOP TAB: DB 0FFH DB 0FFH,7FH,3FH,1FH,0FH,7,3,1,0,80H,40H DB 20H,10H,8,4,2,1,1,2,4,8,10H,20H,40H,80H,80H DB 0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCH,0FEH,0FFH END 请试验上段程序，看一下运行效果。