单片机项目九单片机串行接口技术应用.pptx
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单片机项目九单片机串行接口技术应用
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•11位的帧格式 单片机项目九单片机串行接口技术应
用
•任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
MCS-51串行口的波特率 •1.方式0和方式2的波特率是固定的
• 在方式0中，波特率为时钟频率的1/12，即fosc/12，固定不变
• 在方式2中，波特率取决于PCON中的SMOD值：
•（b）方式0扩展输入接口 •图9-4 串行口工作方式0扩展输入／输出接口
•注意： •每当发送或接收完8位数据后，硬件会自动置TI或RI为1， CPU响应TI或RI中断后，必须由用户用软件清0。
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单片机项目九单片机串行接口技术应 用
•任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
方式1 • 串行口为波特率可调的10位通用异步接口UART。每发
10位UART 8位数据、起始 可变（取决于定
位、结束位 时器1溢出率）
11位UART
8位数据、起始 位0、结束位1
和奇偶校验位
fosc/64或 fosc/32
11位UART 数据、起始、校 可变（取决于定
验、结束位 时器1溢出率）
单片机项目九单片机串行接口技术应 用
•任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
•SMOD
•× •1 •1 •1 •0 •0 •0 •0 •0 •0 •0
•定时器1
•C/•T
•模式 •初始值
•••••••••••单××000000000片机项目九单片•••••••••••机××222222221串行接口技术•••••••F••应FFFF1EF7••EH××DADD2F48EHHHHHHHHB
或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。
串行总线接口技术-单片机原理与应用电子课件
40 000次/s。
TLC549的电源范围为+3V- +6V，功耗小于15Mw,
总失调误差最大为±0.5LSB，适用于电池供电的便携式
仪表及低成本高性能的系统中。
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1.引脚功能
TLC549有8个引脚，如图9-1所示。各引脚功能说明如下： REF+：正基准电压输入端，2.5V≤REF+≤VCC+0.1V。 REF-：负基准电压输入端， -0.1V≤REF-≤2.5V，且要求REF+ － REF-≥1V。在要求不高时，也可将REF-接地，REF+接VCC。 AIN：模拟信号输入端，0≤AIN≤VCC，当AIN≥REF+时，转 换结果为全"1"(FFH)，AIN≤REF-时，转换结果为全“０” （00H）。 /CS：芯片选择输入端，低电平有效。 DO：数据串行输出端，输出时高位在前，低位在后。 CLK：外部时钟输入端，最高频率可达1.1MHz。
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图9-7 TLC561519的时序
16位数据的高4位和低2位不会被转换，待转换数据输入的格式 见表9-1：
表9-1 D/A转换数据输入格式
输入序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 输入数据 × × × × D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0
Clk=0; CS=0;
/*令CS为低选中TLC549*/
_nop_();
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for(i=0;i<8;i++)
/*循环读取8位A/D转换结果*/
{ CLK =1;
/*令CLK引脚为高，产生时钟*/
单片机串行通讯及其接口PPT课件
A 发送端
接收端
数据流 B
K
K
通信链路
发送端 接收端
两个串行通信设备之间只有一条数据线，数据传输 可以沿两个方向，但需要分时进行。
.
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3）全双工方式：数据可同时在两个方向上传送。
3种方式中， 1）全双工方式的效率最高； 2）半双工方式配置和编程相对灵活，传输成本较低 ； 3）串行通信设备常选用半双工方式。
如果SM2=0，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都将前 8位数据送入SBUF中，并置“1” RI，产生中断请求。
方式1时，如果SM2=1，则只有收到停止位时才会激活 RI，没有收到有效的停止位时，RI清0。
方式0时，SM2必须为0。
.
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（3）REN——允许串行接收位 由软件置“1”或清“0”。
.
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2. 校验和方法
特点：校验和方法效率更高，可靠性更高。
.
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2、同步通信
同步通信是一种数据连续传输的串行通信方式， 通信时发送方把需要发送的多个字节数据和校验信息 连接起来，组成数据块。
发送时，发送方只需在数据块前插入1～2个特殊 的同步字符，然后按特定速率逐位输出(发送)数据块 内的各位数据。
.
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Байду номын сангаас
9.1.1.3 串行通信方式
1）单工方式：这种方式只允许数据按一个固定 的方向传输。
A 发送端
数据流 通信链路
B 接收端
数据传输仅能从发送设备传输到接收设备。
.
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2）半双工方式：数据可以从A发送到B，也可以 由B发送到A。但A、B之间只有一根传输线，因此同 一时刻只能作一个方向的传送。其传送方向由收发 控制开关K切换。平时一般让A、B方都处于接收状 态，以便能够随时响应对方的呼叫。
单片机串行通信接口 ppt课件
是发送中断，进而作出相应的处理。常用的做法是：
直接发送，接收的时候进入中断处理。
2. 电源控制寄存器PCON
PCON D7 D6 D5 － D4 D3 D2 D1 D0
位名称 SMOD －
－ GF1 GF0 PD IDL
图7.10 电源控制寄存器PCON的格式
SMOD：串行口波特率倍增位。在工作方式1～ 工作方式3时，若SMOD=1，则串行口波特率增 加一倍。若SMOD=0，波特率不加倍。系统复位
7.2.1 串行接口的结构及功能
发送 SBUF (99H) 内 部 总 线 门电路
SBUF = TXD_data;
TXD(P3.1)
发送控制器
定 时 器 1 接收 SBUF (99H) 串行口中断 TI ≥1 接收控制器 RI
串 行 口 控 制 寄 存 器 (98H)
RXD(P3.0)
输入移位寄存器
由于CPU是主动的，不会发生帧重叠错误，因此
发送电路不需要双重缓冲结构。
在逻辑上，SBUF只有一个，它既表示发送
寄存器，又表示接收寄存器，具有同一个单元地
址99H。但在物理结构上，则有两个完全独立的 SBUF，一个是发送缓冲寄存器SBUF，另一个是 接收缓冲寄存器SBUF。如果CPU写SBUF，数据 就会被送入发送寄存器准备发送；如果CPU读
同步 字符 数据 数据 字符1 字符2
图7.3
…
数据字 数 据 校 验 符n-1 字符n 字 符
(校验 字符)
同步通信数据传送格式
2. 异步通信(Asynchronous Communicion)
在异步通信中，数据通常是以字符或字节为单位
组成数据帧进行传送的。收、发端各有一套彼此独 立，互不同步的通信机构，由于收发数据的帧格式 相同，因此可以相互识别接收到的数据信息。
单片机原理与应用第6章 串行接口
含10个位(1个起始位、8个数据位和1个停止位)，则传送的波
特率为：
120×10＝1200比特/秒
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6.1.5 串行通信中的差错检测与校正
6 MCS-51
1、奇偶校验
在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。 第 奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应 章 为奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个
相符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。
3、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间
的循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验 2等020。/2/9 这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。 10
6 MCS-51
6.1.6串行通信中常用的接口标准
1.RS-232C接口
半双工：是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。
3、全双工
单 片
全双工：是指数据可以同时进行双向传输。
机
的
串
行 接
A
数据
B
口
A
数据
B
数据
A
发送器
接收器 发送器/ 接收器
接收器/ 发送器
发送器/ 接收器
B
接收器/ 发送器
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6 MCS-51
6.1.3 同步通信与异步通信
串行方式是将传输数据的每个字符一位一位顺序地传送， 第 接收方对于同一根线上送来的一连串的数字信号，按位组成 章 字符。为了发送、接收信息，双方必须协调工作。
第
章
接
发
收
送
设
单 片
备
机
相关主题
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《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
(2)电源及波特率选择寄存器PCON
87H SMOD × × × GF1 GF0 PD IDL
波特率选择位 串行通信只用该位，为SMOD=1时，波特率×2；
SMOD=0时，波特率不变。
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
《单片机技术与应用》
项目九 单片机串行接口技术应用
项目导读
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信 任务2 I2C总线扩展单片机存储器 任务3 SPI总线实时时钟控制 项目小结
《单片机技术与应用》
项目九 单片机串行接口技术应用
485总线通信
知识分布网络
单片机串行接口 串行通信接口芯片
RXD和TXD的使用 串口设置
① 起始位：位于字符帧开头，只占一位，为逻辑0低电 平，用于向接收设备表示发送端开始发送一帧信息。
② 数据位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取5位、 6位、7位或8位，低位在前，高位在后。
③ 奇偶校验位：位于数据位之后，仅占一位，用来表 征串行通信中采用奇校验还是偶校验，由用户决定。
④ 停止位：位于字符帧最后，为逻辑1高电平。通常可 取1位、1.5位或2位，用于向接收端表示一帧字符信息已经 发送完，也为发送下一帧作准备。
收发 Βιβλιοθήκη 站《单片机技术与应用》任务一 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
2、单片机的串行接口
89S52单片机内部集成有一个功能很 强的全双工串行通信口，设有2个相互 独立的接收、发送缓冲器，可以同时接 收和发送数据。图9-4是串行口内部缓 冲器的结构，发送缓冲器只能写入而不 能读出，接收缓冲器只能读出而不能写 入，因而两个缓冲器可以共用一个地址 99H。两个缓冲器统称为串行通信特殊 功能寄存器SBUF。
3、串行口工作方式
• 方式的选择由SM1、SM0实现。
串行口四种工作方式应用比较
工作方式 功能
说明
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
（2）串行通信中数据的传送方向
串行通信制式：单工(a)、半双工(b)和全双工(c)
(simplex half duplex full duplex)
发
收 A站
A站 发送器
(b)
单工通信
(a) 发 收
B站
B站 接收器
发 收 A站
(c)
工作方式选择 多机通信控制位 允许串行接收位
JBC RI ，rel
接收中断标志 发送中断标志
接收数据的第9位 发送数据的第9位
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
表9-2 串行口工作方式控制
SM0 SM1
工作方式
功能
波特率
00 01
方式0 方式1
8位同步移位寄存器 10位UART
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
在异步通信中，接收与发送之间必须有两项规定： a) 帧格式的设定。即帧的字符长度、起始位、数据位、停 止位，以及奇偶校验形式等的设定。例如，以ASCII码传送， 7位数据位，1位起始位，1位停止位，奇校验方式。这样， 一帧的字符总数是10位，而一帧的有用信息是7位。 b) 波特率的设定。波特率反映了数据通信位流的速度，波 特率越高，数据信息传送越快。常用的波特率有300、600、 1200、2400、4800、9600、19200和38400等。
MAX487和MAX232
I2C总线通信
I2C串行总线
I2C串行总线
SPI总线通信
SPI串行总线 时钟芯片
SPI串行总线 DS1302的使用方法
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
相关知识：串行通信基本知识
1、串行通信简介
串行通信是指一个数据的所有位 按一定的顺序和方式，一位一位地 通过串行输入/输出口进行传送，如 图9-2所示。由于串行通信是按数据 的逐位顺序传送，在进行串行通信 时，只需一根传输线。在传送的数 据位数多且通信距离很长时，这种 传输方式的优点就显得很突出了。
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
异步通信中一帧数据的格式如图9-3所示，每帧信息由起始 位、数据位、奇偶校验位和停止位组成，帧与帧之间用高电 平分隔开。
图9-2 异步通信中一帧数据的格式
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
异步通信的字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇 偶校验位和停止位等4部分组成。
图9-1 串行通信方式
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
（1）异步通信和同步通信
串行通信是将构成数据或字符的每个二进制码位，按照一 定的顺序逐位进行传送，其传送有两种基本的通信方式：
1） 同步通信方式 同步通信的基本特征是发送与接收保持严格的同步。由于 串行传送是逐位顺序进行的，为了约定数据是由哪一位开始 传送，需要设定同步字符。这种方式速度快，但是硬件复杂。 2）异步通信方式 异步通信方式规定了传送格式，每个数据均以相同的帧格 式传送。
图9-3 串行口内部缓冲器的结构
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
89S52的串行口设有两个控制寄存器： 串行控制寄存器SCON和波特率选择特殊功能寄存器PCON。
(1)控制寄存器SCON（98H）
设定工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志
9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
fosc/12 可变
10 11
方式2 方式3
11位UART 11位UART
fosc/64或fosc/32 可变
例：设串行口工作在方式1，允许接收，则指令为： SCON=0x50（01010000B）
《单片机技术与应用》
任务1 RS485串行总线实现单片机与PC机通信
（3）串行通信中的奇偶校验
串行通信的关键不仅是能够传送数据，更重要的是要能正 确地传送；但是串行通信的距离一般较长，线路容易受到干 扰，要保证完全不出错不太现实，尤其是一些干扰严重的场 合。在单片机通信中，最为简单又应用广泛的就是奇偶校验 的方法。