(整理)第九章 串行通信.ppt
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串行通信标准ppt资料
数据通信的传输方式 ： 并行通信和串行通信
并行通信：数据的各位
同时送出。
串行通信：数据的各位
第三页，编辑于星期五：十三点 五十三分。
串行通信的分类：异步(Asynchronous Communication)
同步(Synchronous Communication)
半双工方式：数据可实现双向传
送，但不能同时进行，
实际的应用采用某种协
议实现收/发开关转换。
全双工方式：允许双方同时进行
数据双向传送,但一般全 双工传输方式的线路和 设备较复杂。
计算机通信工作方式示意图
7
第七页，编辑于星期五：十三点 五十三分。
SBUF 99H 在物理结构上，有一个串行口接收缓冲器SBUF 、一个发缓冲器SBUF ，
串行通信的两种形式 ：
异步通信：在这种通信方式中， 接
收器和发送器有各自的时钟，它们的 工作是非同步的，异步通信用一帧来 表示一个字符，其内容如下：一个起 始位，紧接着是若干个数据位 。
思考：两种通信的优缺点？
同步通信：发送器和接收器由同 一个时钟源控制，
同步传输方式去掉了 起始位和停止位，只在传输数据 块时先送出一个同步头（字符） 标志即可。
串行通信标准
第一页，编辑于星期五：十三点 五十三分。
目录
串行通信的基本概念
同异步通信的 概念
单片机的串行 接口
串行接口的工作 方式
2
第二页，编辑于星期五：十三点 五十三分。
串行通信的基本概念
通信：计算机的CPU与外部设备之间，计算机与计 算机之间的信息 交换，称为数据通信。换言之：两 个不同对象之间的信息交换，称为通 信。
5
同步与异步串行通信示意图
并行通信：数据的各位
同时送出。
串行通信：数据的各位
第三页，编辑于星期五：十三点 五十三分。
串行通信的分类：异步(Asynchronous Communication)
同步(Synchronous Communication)
半双工方式：数据可实现双向传
送，但不能同时进行，
实际的应用采用某种协
议实现收/发开关转换。
全双工方式：允许双方同时进行
数据双向传送,但一般全 双工传输方式的线路和 设备较复杂。
计算机通信工作方式示意图
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第七页，编辑于星期五：十三点 五十三分。
SBUF 99H 在物理结构上，有一个串行口接收缓冲器SBUF 、一个发缓冲器SBUF ，
串行通信的两种形式 ：
异步通信：在这种通信方式中， 接
收器和发送器有各自的时钟，它们的 工作是非同步的，异步通信用一帧来 表示一个字符，其内容如下：一个起 始位，紧接着是若干个数据位 。
思考：两种通信的优缺点？
同步通信：发送器和接收器由同 一个时钟源控制，
同步传输方式去掉了 起始位和停止位，只在传输数据 块时先送出一个同步头（字符） 标志即可。
串行通信标准
第一页，编辑于星期五：十三点 五十三分。
目录
串行通信的基本概念
同异步通信的 概念
单片机的串行 接口
串行接口的工作 方式
2
第二页，编辑于星期五：十三点 五十三分。
串行通信的基本概念
通信：计算机的CPU与外部设备之间，计算机与计 算机之间的信息 交换，称为数据通信。换言之：两 个不同对象之间的信息交换，称为通 信。
5
同步与异步串行通信示意图
串行通信概述PPT模板
异 步 通 信 的 数 据 格 式
—4—
起始位为0（占用1位），表示一个字符的开始，可用于同步接收方的时 钟，以确保能够正确接收随后的数据；停止位为1（占用1～2位），表示一个 字符的结束；无字符传递时，表示空闲，空闲位为1。接收端不断检测线路的 状态，在连续接收到逻辑“1”后收到一个逻辑“0”，表示新的字符帧开始 传送。
（a） 25针串行口原理图
（b） 9针串行口原理图 —12—
（c） 9针串行口实图
RS-232C引脚信号可以分为数据发送与接收和联络两部分，其中，RXD和TXD是数据发送与接收信 号，用于DTE与DCE之间交换信息；其他信号属于联络信号，用于保证信息正确无误地传输。如表所 示为9针串行口和25针串行口的部分引脚定义。
地线（Ground）
数据准备好（Data Set Ready）
请求发送（Request To Send）
清除发送（Clear To Send）
—13—
振铃指示（Ring Indicator）
3．RS-232C的通信距离和速度
RS-232C规定最大的负载电容为2500pF，这个电容限制了传 输距离和传输速率，在不使用调制解调器（Modem）时，RS-232 能够可靠进行数据传输的最大通信距离为15米，对于RS232C远程 通信，必须通过调制解调器进行远程通信连接。
同步通信方式以多个字符组成的数据块为传输单位连续地传送数据，在数据块开始时用同步字符来 指示，其数据格式如图所示。同步通信对硬件要求较高，适合于需要传送大量数据的场合。
同 步 通 信 的 数 据 格 式
—6—
串行通信的制式 two
串行通信按数据传送的方向可分为单工、半双工和全双工三种制式，如图所示。
第九章 AT89s52单片机串行通信
9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.3.4 串行口的控制 串行口的工作模式 多机通信 波特率的确定
第九章 AT89S52单片机串行通信
16
9.3.1 串行口的控制
1．串行数据缓冲器SBUF 2．串行口控制寄存器SCON 3．电源控制寄存器PCON
第九章 AT89S52单片机串行通信
17
2．串行口控制寄存器SCON
31
（1）用T1产生波特率
模式1和模式3的波特率= SMOD 2 × T1溢出速率/32 T1设置为8位自动重装载的模式2 时，波特 f OSC 2 SMOD 率为：
32 × 12 × (256 - TH1)
模式1和模式3的波特率=T2的溢出速率/16
第九章 AT89S52单片机串行通信
32
（2）用T2产生波特率
38
JNB TI, DL2 CLR TI INC R0 DJNZ R7, DL1 CLR P3.5 LOOP: AJMP LOOP TAB: DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H DB 92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H, 88H DB 83H, 0C6H, 0A2H, 86H, 84H
第九章 AT89S52单片机串行通信
40
解：（1）功能分析： （2）波特率的计算 串行口工作在模式1，定时器T1工作在模式 2作波特率发生器。波特率计算公式为： SMOD f OSC 波特率= 2 × (256 －TH1 ）
32 12
f OSC － 设SMOD=0，则TH1= 256 32 × 12 × 1200
第九章 AT89S52单片机串行通信
27
9.3.4 波特率的确定
串行口的四种工作模式对应着不同波特 率。由于输入的移位时钟来源不同，因 此，各种模式的波特率计算公式也不相 同。
第九章 AT89S52单片机串行通信
16
9.3.1 串行口的控制
1．串行数据缓冲器SBUF 2．串行口控制寄存器SCON 3．电源控制寄存器PCON
第九章 AT89S52单片机串行通信
17
2．串行口控制寄存器SCON
31
（1）用T1产生波特率
模式1和模式3的波特率= SMOD 2 × T1溢出速率/32 T1设置为8位自动重装载的模式2 时，波特 f OSC 2 SMOD 率为：
32 × 12 × (256 - TH1)
模式1和模式3的波特率=T2的溢出速率/16
第九章 AT89S52单片机串行通信
32
（2）用T2产生波特率
38
JNB TI, DL2 CLR TI INC R0 DJNZ R7, DL1 CLR P3.5 LOOP: AJMP LOOP TAB: DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H DB 92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H, 88H DB 83H, 0C6H, 0A2H, 86H, 84H
第九章 AT89S52单片机串行通信
40
解：（1）功能分析： （2）波特率的计算 串行口工作在模式1，定时器T1工作在模式 2作波特率发生器。波特率计算公式为： SMOD f OSC 波特率= 2 × (256 －TH1 ）
32 12
f OSC － 设SMOD=0，则TH1= 256 32 × 12 × 1200
第九章 AT89S52单片机串行通信
27
9.3.4 波特率的确定
串行口的四种工作模式对应着不同波特 率。由于输入的移位时钟来源不同，因 此，各种模式的波特率计算公式也不相 同。
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。
串行通信PPT课件
10位×240个/秒 = 2400 bps
波特率表示每秒钟调制信号变化的次数，单位是： 波特（Baud）。
11
串行接口结构与工作原理
串行接口结构 串行通信过程 串行数据通信形式
7.2.1 AT89C52串行口的结构
单片机的串行通信及仿真
有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占 用同一地址99H ；接收器是双缓冲结构 ；发送缓冲器， 因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。
串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成本 低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的传 送控制比并行通信复杂。
接
发
收
D0
D7
送
设 备
8位顺次传送
设 备
5
串行通信的传输方向
单片机的串行通信及仿真
单工 数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 半双工 数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。
SBUF
TXD 控制门
TH1 TL1
发送控制器 TI 去串口中断
1
A
÷16 ÷2
≥1
0
T1溢出率
SMOD
接收控制器 RI
SBUF
RXD 移位寄存器
13
接收数据过程
单片机的串行通信及仿真
在进行通信时，当CPU允许接收时，即SCON的REN位 设置1时，外界数据通过引脚RXD（P3.0）串行输入， 数据的最低位首先进入移位寄存器，一帧接收完毕后再 并行送入接收数据缓冲寄存器SBUF中，同时将接收控 制位即中断标志位RI置位，向CPU发出中断请求。
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。 在方式0时，SM2必须是0。在方式1时，若SM2=1，则只有接 收到有效停止位时，RI才置1。 REN，允许串行接收位。由软件置REN=1，则启动串行口接 收数据；若软件置REN=0，则禁止接收。
波特率表示每秒钟调制信号变化的次数，单位是： 波特（Baud）。
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串行接口结构与工作原理
串行接口结构 串行通信过程 串行数据通信形式
7.2.1 AT89C52串行口的结构
单片机的串行通信及仿真
有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占 用同一地址99H ；接收器是双缓冲结构 ；发送缓冲器， 因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。
串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成本 低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的传 送控制比并行通信复杂。
接
发
收
D0
D7
送
设 备
8位顺次传送
设 备
5
串行通信的传输方向
单片机的串行通信及仿真
单工 数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 半双工 数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。
SBUF
TXD 控制门
TH1 TL1
发送控制器 TI 去串口中断
1
A
÷16 ÷2
≥1
0
T1溢出率
SMOD
接收控制器 RI
SBUF
RXD 移位寄存器
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接收数据过程
单片机的串行通信及仿真
在进行通信时，当CPU允许接收时，即SCON的REN位 设置1时，外界数据通过引脚RXD（P3.0）串行输入， 数据的最低位首先进入移位寄存器，一帧接收完毕后再 并行送入接收数据缓冲寄存器SBUF中，同时将接收控 制位即中断标志位RI置位，向CPU发出中断请求。
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。 在方式0时，SM2必须是0。在方式1时，若SM2=1，则只有接 收到有效停止位时，RI才置1。 REN，允许串行接收位。由软件置REN=1，则启动串行口接 收数据；若软件置REN=0，则禁止接收。
第9章 串行通信
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D0
复位值
00H
SMOD 位为串行口波特率选择位。当用软件使SMOD=1时（如使用
MOV PCON, #80H或MOV 87H, #80H），则使方式1，方式2，方式3的波 特率加倍。SMOD=0时，各工作方式的波特率不加倍。复位时，SMOD=0。
（3）串行收发寄存器 SBUF（字节地址99H，没有位寻址） 在所有的串行方式中，在写SBUF信号的控制下，将其数据装入移 位寄存器，前面8位为数据字节，其最低位就是移位寄存器的移位输出 位。根据不同的工作方式会将“1”或TB8的值装入移位寄存器的第九 位，并进行发送。 当一个字符接收完毕，移位寄存器中的数据字节装入串行接收数 据缓冲器SBUF中，其第九位则装入SCON寄存器的RB8位。如果SM2使得 已接收的数据无效，则RB8位和SBUF缓冲器中的内容不变。 发送缓冲器只能写入不能读出，而接收缓冲器只能读出，不能写 入。因而两个缓冲器可共有一个地址号（99H）。
可启动串行口的接收器RXD，开始接收数据。用软件复位（REN=0）时，为禁 止接收状态。 进行置位或清零。例如可用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中表示是地 址帧/数据帧标志位（TB8=1/0）。
TB8：在方式2和方式3时，它是要发生的第九个数据位，按需要由软件 RB8：在方式2和方式3时，它是接收到的第九位数据，作为奇偶位或地
5:08:04
版权所有。
单片机原理及应用
3/115
9.1.1 并行通信与串行通信
通信的基本方式可分为并行通信和串行通信两种。并行通信， 是指数据的各位同时进行传送的方式。其特点是传输速度快，但当 距离较远，位数又多时导致了通信线路复杂且成本高。串行通信， 是指数据一位一位的顺序传送的通信方式。其特点是通信线路简单， 只要一对传输线就可以实现通信，从而大大的降低了成本，特别适 用于远距离通信，但传送速度慢。
串行通信基础知识ppt课件
23
精选版课件ppt
2线与4线传输
24
精选版课件ppt
RS-422 信号
接线： 4 线全双工
信号 TxA TxB RxA RxB 120Ω GND
接线
信号
RxA 120Ω RxB
TxA TxB GND
优势
1. 抗干扰能力强 2. 传输距离长 (可达 1.2公里) 25 精选版3课. 支件pp持t 点对点和多站通讯方式
2. 判断当前频率是否有信号? (检查线路上是否有数据)
3. 确认当前频率空闲, 按键讲话对方可以听到; (线中上没有数据, 切换状态到数据发送)
A
4. 话讲完后, 松开按键, 回到监听状态; (数据接收状态)
B
36
精选版课件ppt
ADDC (自动数据流控)
当使用2线RS485时,最重要的就是要确认数据收发状态.由于RS485-2W界面 的一些限制,只有一个节点(在一根2线RS485总线上)可以在任何时候传输信 号.这个要传输数据的节点必须把数据发送打开,在数据发送完之后关闭.
MOXA定义 为信号正 A为信号负
|A-B|>200mv
18
精选版课件ppt
RS-422 特性
RS-422传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到1200米（速 率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10 个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡 传输方式，被命名为TIA/EIA-422-A标准。
模式 - 当有数据发送时设置RTS信号， 同时断开监听模式 - 当数据发送完成之后清除RTS信号，转回监听模式 - RTS 状态由用户软件控制
35
精选版课件ppt
《串行通信》PPT课件
范例如图：
某 帧数据
…… …… 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1
起
数据位
偶停
始
校止
位
验位
位
…… ……
精选课件ppt
23
1.4 UART的应用
UART一般可以应用到如下一些场合：
1.芯片间的近距离通信 2.与PC机之间的通信 3.模块之间的远距离通信
精选课件ppt
24
1、芯片间的近距离通信
精选课件ppt
7
1.5 串行通信分类
串行通信标准有许多，下面仅对部分常见的串行通信标
准进行简单介绍 。
串行通信标 准
引脚
引脚说明
UART
TXD、RXD、 GND
（三线）
TXD：发送端 RXD：接收端
1-Wire DQ （一线） DQ：发送/接收端
SCK：同步时钟
SCK、MISO、 MISO：主机输入，从机输
精选课件ppt
11
1.2.2 74LS164真值表
输入
Clear Clock
AB
L
X
XX
H
L
XX
H
↑
HH
H
↑
LX
H
↑
XL
精选课件ppt
输出 QA QB ···QH LLL
HHH LLL LLL
12
74LS164的时钟是由ARM处理器产生，每来1个上升 沿74LS164就接收1位数据。
假设要使QA~QH=10110011，则ARM要发送一串数 据10110011给A、B输入端，并产生相应的时钟信号。 如下图：
内核
输出数 据缓冲
器
…
串行通讯的概念PPT
串口通讯--接口电路
能够完成上述“串<- ->并”转换功能的电路，通常称为“通用异步收 发器” （UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）, 典型的芯片有：Intel 8250/8251,16550。
波特率
波特率 (bps) 110 300 1200 2400 4800 9600 1 号电缆传输距离（英尺） 5000 5000 3000 1000 1000 250 2 号电缆传输距离（英尺） 3000 3000 3000 500 250 250
RTS
CTS DELL
4
5 22
请求发送
清除发送 振铃指示
RTS
CTS DELL
2、RS-232C的接口信号 DSR DTR
• RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制 线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根， 它们是： • （1）联络控制信号线： • 数据装置准备好（Data set ready-DSR)——有效时 （ON）状态，表明通信装置处于可以使用的状态。 • 数据终端准备好(Data set ready-DTR)——有效时（ON） 状态，表明数据终端可以使用。 • 这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这 两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不 说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通 信要由下面的控制信号决定。
• 标准并行口4位、8位、半8位:4位口一次只能输入4位数据，但可以输出 8位数据；8位口可以一次输入和输出8位数据；半8位也可以。
• EPP口（增强并行口）:由Intel等公司开发，允许8位双向数据传送，可 以连接各种非打印机设备，如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和 CDROM 驱动器等。 • ECP口（扩展并行口）:由Microsoft、HP公司开发，能支持命令周期、数 据周期和多个逻辑设备寻址，在多任务环境下可以使用DMA（直接存储 器 访问）。
串行通信的基本概念概要课件
串行通信的基本概念概要
• 串行通信概述 • 串行通信 • 串行通信接口准 • 串行通信的数据式 • 串行通信的常与解 • 串行通信的展与未展望
01
串行通信概述
串行通信的定 义
01
串行通信是一种数据通信方式， 它通过一条传输线逐位传输数据， 数据在传输线上以位（bit）为单 位顺序传输。
02
在串行通信中，发送端将数据拆 分成一位一位的位流，然后依次 发送，接收端再将这些位流重新 组合成原始数据。
详细描述
无线串行通信技术利用无线电波或红 外线等介质传输数据，具有灵活、便 捷的优点，广泛应用于移动设备、智 能家居等领域。
物联网中的串行通信技术
总结词
物联网中的设备数量庞大，需要高效的串行通信技术进行数据传输。
详细描述
物联网中的串行通信技术需要支持大量设备的连接和数据传输，同时保证数据的安全性和稳定性。在 智能交通、智能农业等领域有广泛应用前景。
信，但实现起来相对复杂且成本较高。
多线制传
总结词
多线制传输是一种数据传输方式，它使用多条信号线 来同时传输多个信号。
详细描述
多线制传输通过使用多条信号线来同时传输多个信号， 可以实现更高的数据传输速率。常见的多线制传输方式 包括差分信号传输和多相时钟信号传输等。差分信号传 输使用一对差分线来传输信号，具有抗干扰能力强、低 电压摆幅等优点。多相时钟信号传输使用多个相位不同 的时钟信号来控制数据的发送和接收，可以提高数据传 输的可靠性。多线制传输适用于高速、高可靠性的通信 系统。
同步 传
总结词
同步传输是一种数据传输方式，它需要一个 同步时钟信号来控制数据的发送和接收。
详细描述
在同步传输中，数据以帧为单位进行传输， 每个帧由同步头和数据两部分组成。同步头
• 串行通信概述 • 串行通信 • 串行通信接口准 • 串行通信的数据式 • 串行通信的常与解 • 串行通信的展与未展望
01
串行通信概述
串行通信的定 义
01
串行通信是一种数据通信方式， 它通过一条传输线逐位传输数据， 数据在传输线上以位（bit）为单 位顺序传输。
02
在串行通信中，发送端将数据拆 分成一位一位的位流，然后依次 发送，接收端再将这些位流重新 组合成原始数据。
详细描述
无线串行通信技术利用无线电波或红 外线等介质传输数据，具有灵活、便 捷的优点，广泛应用于移动设备、智 能家居等领域。
物联网中的串行通信技术
总结词
物联网中的设备数量庞大，需要高效的串行通信技术进行数据传输。
详细描述
物联网中的串行通信技术需要支持大量设备的连接和数据传输，同时保证数据的安全性和稳定性。在 智能交通、智能农业等领域有广泛应用前景。
信，但实现起来相对复杂且成本较高。
多线制传
总结词
多线制传输是一种数据传输方式，它使用多条信号线 来同时传输多个信号。
详细描述
多线制传输通过使用多条信号线来同时传输多个信号， 可以实现更高的数据传输速率。常见的多线制传输方式 包括差分信号传输和多相时钟信号传输等。差分信号传 输使用一对差分线来传输信号，具有抗干扰能力强、低 电压摆幅等优点。多相时钟信号传输使用多个相位不同 的时钟信号来控制数据的发送和接收，可以提高数据传 输的可靠性。多线制传输适用于高速、高可靠性的通信 系统。
同步 传
总结词
同步传输是一种数据传输方式，它需要一个 同步时钟信号来控制数据的发送和接收。
详细描述
在同步传输中，数据以帧为单位进行传输， 每个帧由同步头和数据两部分组成。同步头
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9.2 MCS-51单片机串行通信
MCS-51单片机具有一个全双工的串行异步通信接口。
有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占 用同一地址99H
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9.2.1 串行口寄存器结构
)
线
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)
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9.2.2 串行通信控制寄存器
位号 D7
D6
D1
TI（中断标志）
D2 D3
D4
D5
D6
D7
停止位
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32
RXD 位采样脉冲
起始 D0 D1
D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位
RI（中断标志）
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33
三、方式2、方式3
9位数据异步通信方式。 字符帧11位： 1位起始位(低)、8位数据位(D0~D7)、 1位控制位/校验位、1位停止位(高)
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3) 中断允许控制寄存器 IE
位号 D7
D6
D5
D4
位符号 EA
/
/
ES
字节地址：A8H
D3 D2 D1 D0 ET1 EX1 ET0 EX0
ES: 串行口中断允许位 ES=0，禁止串行口中断； ES=1，允许串行口中断。
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9.2 串行口的工作方式
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一、方式0
8位同步移位寄存器方式。 RXD (P3.0) ：数据移位的入口和出口。 TXD(P3.1)：移位脉冲输出端。 移位数据：一帧8位。低位在前，高位在后。
TI=1，表示帧字符发送结束。其状态可软件查询，也可申请中 断；
软件清零。
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字节地址：87H
位号 D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
位符号 SMOD /
/
/
GF1 GF0 PD IDL
SMOD=1，串行口波特率加倍； SMOD=0，波特率正常。 系统复位时，SMOD=0。 PCON不可以位寻址。
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6）RI——接收中断标志位
方式0时，接收完第8位数据后，硬件置位； 其它方式下，接收到停止位中间时，硬件置位； RI=1，表示帧字符接收结束。其状态可软件查询，也可申请中 断； 软件清零。
7）TI——发送中断标志位
方式0时，发送完第8位数据后，硬件置位；
其它方式下，发送停止位开始时，硬件置位；
D5
D4
D3
D2
D1
D0
位符号 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI
RI
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3）TB8
在方式2、方式3下，是发送数据的第9位，可用软件规 定其作用；
可以用于数据的奇偶校验位； 在多机通信中，用于地址帧(1)和数据帧(0)的标志位。 在方式0、方式1中，该位未用。
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三、串行通信的传输方向
1、单工 指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。
2、半双工 指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。
3、全双工 指数据可以同时进行双向传输。
发送
接收
单工
发送 时间1 接收
接收 时间2 发送
半双工
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发送
接收
接收
发送
全双工
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四、通用异步接收发送器UART
没有起始位和停止位。
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1、方式0数据发送
写入SBUF
RXD（数据）
D0 D1
TXD（移位脉冲） TI（中断标志）
D2 D3
D4
D5
D6
D7
写入SBUF，启动发送；8位数据全部移出后，TI自 动置位。
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数据发送：须有串进并出移位寄存器配合使用。
并行输出
串行输入 Q0
Q7
时钟
锁存端 (1并行输出，0锁存)
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发光二极管共阴极相连
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29
R
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30
二、方式1
8位数据异步通信方式。 字符帧10位。 1位起始位(低)、8位数据位(D0~D7)、1位停止位(高)
起 空始 闲位
D0 LSB
1帧共10位 数据位8位
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停 止 位
D7
MSB
空 闲
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写入SBUF TXD
起始 D0
8位顺次传送
设 备
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4
二、串行通信的两种方式
按信息的格式分为异步通信和同步通信两种方式。
同步通信：有严格的同步时钟控制。较少使用。
异步通信：指通信的发送与接收设备使用各自的时钟 控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调， 要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。
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5
接 收 设10100100 1 备
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2、方式0数据接收
REN=1 RI=0
RXD（数据输入） D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
TXD（移位脉冲）
当REN=1，启动接收；接收到8位数据时，RI自动置 位。
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数据接收：须有并进串出移位寄存器配合使用。
串行输出端 移位脉冲
控制端 0：可串行输出(并行输入关闭) 1：可并行输入(串行输出关闭)0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
异步通信是以数据帧单位进行传输，帧与帧之间
的间隙（时间间隔）是任意的，但每个数据帧中的 各位是以固定的时间传送的，即各帧之间不一定有 “位间隔”的整数倍的关系，但同一帧内的各位之 间的距离均为“位间隔”的整数倍。
4）RB8
在方式2、方式3下，是接收到数据的第9位；
作奇偶校验位或数据帧/地址帧的标志位。
在方式1时，RB8是接收到的停止位。
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5）SM2——多机通信控制位
主要用于方式2和方式3； 当接受机的SM2=1时，可利用收到的RB8来控制是否激活RI： 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； RB8=0时，不激活RI，收到的信息丢弃。 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。 方式0时，SM2必须为0。 方式1时，若SM2=1，则只有接收到有效停止位时，RI才置1。
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异步通信的数据格式 ：
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
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传输速率
波特率是每秒钟传输二进制代码的位数。 单位是：位／秒（bps）。
如每秒钟传送240个字符(数据帧)，每帧数据10位 ， 则波特率为：10位×240个/秒 = 2400 bps
第九章 MCS-51串行通信
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1
9.1 串行通信基础
一、通信的两种基本方式
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2
并行通信：数据多位同时传送
8位同时传送 1
0
接
1 0
收
1 1
设
0
备
0
询问
应答
控制简单，传输速度快，传输线较多
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发 送 设 备
3
串行通信：数据字节一位一位在一条传输线上逐个 传送。
接
发
收
D0
D7
送
设 备