第7章打印接口及串行通信接口
合集下载
第七章--串行口
异步通信和同步通信 异步通信(Asynchronous Communication)
在异步通信中，数据通常是以字符(字节)为单位组成字符 帧传送的。字符帧由发送端一帧一帧地发送，通过传输线 由接收设备一帧一帧地接收。发送端和接收端可以有各自 的时钟来控制数据的发送和接收。 一个字符在异步传送中又称为一帧数据，字符帧也叫数据 帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四部分组成， 如图7-2所示。
例如，波特率为2400b/s的通信系统，若采用图7-2（a） 的字符帧，则字符的实际传送速率为2400／11=218.18帧 /s；若采用图7-2(b)的字符帧，则字符的实际传送速率为 2400/14=171.43帧/s。
串 行 通 信 和 基 础 知 识
串行口的结构
MCS-51串行口结构框图如图7-4所示。 主要由两个物理上独立的串行数据缓冲寄存器SBUF、发送 控制器、接收控制器、输入移位寄存器和输出控制门组成。 两个特殊功能寄存器SCON和PCON用来控制串行口的工作方 式和波特率。 发送缓冲寄存器SBUF只能写，不能读；接收缓冲寄存器 SBUF只能读，不能写。两个缓冲寄存器共用一个地址99H， 可以用读／写指令区分。
7.1串行通信的基础知识
7.2 MCS-51的串行I/O口及控制寄存器
7.3 串行口的工作方式 7.4 波特率的设计 7.5 MCS-51串行口的应用 7.6 MCS-51串行口的多机通信
本章首先介绍串行通信的基本概念，然后重 点讨论MCS-51系列单片机串行口的特点和用法， 要求掌握串行口的概念、 MCS-51串行口的结构、 原理及应用。
在进行通讯时，外界数据是通过引脚RxD(P3.0，串行数据 接收端)和引脚TxD(P3.1，串行数据发送端)与外界进行串 行通信。 输入数据先进入输入移位寄存器，再送入接收SBUF。在此 采用了双缓冲结构。
第7章 串行接口习题
2．串行传送数据的方式有( )、( )两种。
3．串行通信中约定：一个起始位，一个停止位， 偶校验，则数字“5”的串行码为
( )，数字“9”的串行码为( )。
4．利用 8251 进行异步串行通讯，当设定传输速率为 8400 波特，传输格式为 1 个
起始位，1 个停止位时，每秒最多可传送的字节数是( )。
5．串行接口传送信息的特点是( )，而并行接口传送信息的特点是( )。
6．在异步串行通信中，使用波特率来表示数据的传送速率，它是指 (
)。
7. Intel 8251A 工作在同步方式时，最大波特率为( )；工作在异步方式时，最大
波特率为( )。
8. Intel 8251A 工作在同步方式时，每个字符的数据位长度为( )，停止位的长度
好，CPU 是通过（
-----------
）方式获得DSR的值。
-----------
(A)DSR信号直接送到 CPU
(B)当DSR信号有效时，8251A 向 CPU 发
出中断请求
-----------
(C)CPU 读 8251A 的状态寄存器 (D)CPU 无法知道DSR信号的状态
16. 如果 8251A 的方式寄存器的地址为 2的 TxD、RxD 引脚的信号电平符合（ ）。
（A）DTL 标准 （B）TTL 标准 （C）HTL 标准 （D） RS-232C 标准
9.8251 的方式字（模式字）的作用是(
)。
（A）决定 8251 的通信方式
（B）决定 8251 的数据传送方向
（C）决定 8251 的通信方式和数据格式 （D）以上三种都不对
的。
4．调制解调器实现的是异步数据通信。
5．异步串行通讯中，一个字符的编码是基本传递单位的组成部分之一。
串行通信7章改
;查询结束，清RI
MOV A ,SBUF
;读数据到累加器
ACALL LOGSIM
;进行逻辑模拟
SJMP START
;准备下一次模拟
2.串行口方式1的应用
例3：在8051片内RAM30~4FH单元中有32个字节的数
据，若采用方式1进行串行通信，波特率为1200bit/s，
fosc=6MHz(SMOD=0)，用查询和中断两种方式编写发
HERE:JNB TI,HERE CLR TI INC R0 DJNZ R7,LOOP SJMP $ END
查询方式
接收：
MAIN:
HERE:
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0F3H MOV TH1,#0F3H SETB TR1 MOV SCON,#50H MOV PCON,#00H MOV R0,#30H MOV R7,#20H JNB RI,HERE CLR RI
MAIN: MOV SP,#60H
HERE: AJMP HERE
MOV TMOD,#20H SER: CLR TI
MOV TH1,#0F3H
INC R0
MOV TL1,#0F3H
MOV A,@R0
SETB TR1
MOV SBUF,A
MOV SCON,#40H
DJNZ R7,HE
MOV R0,#30H
HERE: AJMP HERE
MOV TMOD,#20H SER: CLR RI
MOV TH1,#0F3H
MOV A,SBUF
同步通信数据格式
异步通信数据格式
四、通信数据的差错检测
（1）奇偶校验 在数据位后附加一个奇偶校验位，该位可为“0”
数字信号处理 串行通信接口(SCI)
较高，通常应用于11个或更少字节的数据块传送。而数据块较 大时推荐使用空闲线模式。
12
SCI的增强特性
SCIFIFO描述 发送器与接收器各有16级FIFO，有3个专门的寄存器控制； 复位时，SCI工作于标准模式，禁止FIFO功能。
自动波特率检测 自动检测SCI通信的波特率，并刷新BRR寄存器。
(BRR+1)×8
注意：如果BRR＝0，则波特率＝LSPCLK/16.
SCICLK×8
1≤BRR≤65535，如果BRR＝0，等同于BRR＝1
BRR
SYSCLKOUT/4
6
SCI多处理器通信
在同一条串行连线上，多处理器通信模式允许一个处理器 (主机)向串行线上其它处理器（从机）发送数据。
一条串行线上每刻只能有一个节点发送数据（发送使能控 制），但可以多个节点同时接收数据。 1、地址字节
13
第7章 DSP片上串行通信外设
7.3 串行通信接口（SCI）
串行通信概述
串行通信：通信线上既传输数据信息，也传输联络信息，因 此收发双方就必须要有通信协议。特点是串行传输成本低， 适用于远距离通信，但传输速度低。 串行通信分类：1）同步通信；2）异步通信。
同步通信:发送器和接收器通常使用同一时钟源来同步。方法是在发送器 发送数据时同时包含了时钟信号，接收器利用该时钟信号进行接收。 异步通信：收发双方的时钟不是同一个时钟，是由双方各自的时钟实现数 据的发送和接收。但要求双方使用同一标称频率，允许有一定偏差。 同步方法：要正确传输字符，准确读取每一位是必须用各自的时钟同步的， 为克服不同时钟的偏差，每个字符都有一个起始位进行同步。
方法二： 利用TXWAKE位产生11位的空闲时间 1）首先置位TXWAKE（SCICTL1.3），控制数据发送特征； 2）写一个数据字节（内容不重要）到SCITXBUF，发送一个
12
SCI的增强特性
SCIFIFO描述 发送器与接收器各有16级FIFO，有3个专门的寄存器控制； 复位时，SCI工作于标准模式，禁止FIFO功能。
自动波特率检测 自动检测SCI通信的波特率，并刷新BRR寄存器。
(BRR+1)×8
注意：如果BRR＝0，则波特率＝LSPCLK/16.
SCICLK×8
1≤BRR≤65535，如果BRR＝0，等同于BRR＝1
BRR
SYSCLKOUT/4
6
SCI多处理器通信
在同一条串行连线上，多处理器通信模式允许一个处理器 (主机)向串行线上其它处理器（从机）发送数据。
一条串行线上每刻只能有一个节点发送数据（发送使能控 制），但可以多个节点同时接收数据。 1、地址字节
13
第7章 DSP片上串行通信外设
7.3 串行通信接口（SCI）
串行通信概述
串行通信：通信线上既传输数据信息，也传输联络信息，因 此收发双方就必须要有通信协议。特点是串行传输成本低， 适用于远距离通信，但传输速度低。 串行通信分类：1）同步通信；2）异步通信。
同步通信:发送器和接收器通常使用同一时钟源来同步。方法是在发送器 发送数据时同时包含了时钟信号，接收器利用该时钟信号进行接收。 异步通信：收发双方的时钟不是同一个时钟，是由双方各自的时钟实现数 据的发送和接收。但要求双方使用同一标称频率，允许有一定偏差。 同步方法：要正确传输字符，准确读取每一位是必须用各自的时钟同步的， 为克服不同时钟的偏差，每个字符都有一个起始位进行同步。
方法二： 利用TXWAKE位产生11位的空闲时间 1）首先置位TXWAKE（SCICTL1.3），控制数据发送特征； 2）写一个数据字节（内容不重要）到SCITXBUF，发送一个
《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口
8051单片机通过引脚RXD和TXD进行串行通信。其串行口结构包括控制寄存器SCON和PCON，分别用于配置工作方式和波特率。串行通信可选工作方式有四种：方式0为同步移位方式，方式1、方式2和方式3为异步收发方式，不同方式下帧格式和时序有所不同。波特率是数据传送速率，可通过设置定时器T1和SMOD位来调整。在方式0下，波特率固定为fosc/12；方3的波特率则通过T1溢出率和SMOD位共同决定。此外，文档还提供了波特率设计的实例和初始化程序，帮助读者更好地理解和应用8051单片机的串行通信功能。
第7章 串行通信
第7章 串行通信 7.3.1方式0
当SM0＝0、SM1＝0时，串行方式选择方式0。这种工作方式实质上 是一种同步移位寄存器方式。其数据传输波特率固定为（1/12）fOSC。数 据由RXD（P3.0）引脚输入或输出，同步移位时钟由TXD（P3.1）引脚输 出。接收/发送的是8位数据，传输时低位在前。帧格式如下：
D7 SD7 D6 SD6 D5 SD5 D4 SD4 D3 SD3 D2 SD2 D1 SD1 D0 SD0
写SBUF（MOV SBUF，A），访问发送数据寄存器； 读SBUF（MOV A，SBUF），访问接收数据寄存器。
第7章 串行通信
7.3 AT89S51单片机的串行口工作方式
AT89S51单片机的串行口工作方式由控制寄存器中的SM0、SM1决 定，具体如表7-1所示： 表7-1 串行口工作方式选择位SM0、SM1 SM0 0 0 1 1 SM1 0 1 0 1 工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3 特 点 8位移位寄存器 10位UART 11位UART 11位UART 波 fOSC/12 可变 fOSC/64或fOSC/32 可变 特 率
SM2
9CH
REN
9BH
TB8
9AH
RB8
99H
TI
98H
RI
其中，各位的含义如下： SM0，SM1—串行口工作方式选择位。其功能见表格7-1。 SM2—允许方式2、3中的多处理机通信位。 方式0时，SM2=0。 方式1时，SM2=1，只有接收到有效的停止位，RI才置1。 方式2和方式3时，若SM2=1，如果接收到的第九位数据（RB8）为0， RI置0；如果接收到的第九位数据（RB8）为1，RI置1。这种功能可用于 多处理机通信中。
每当接收移位寄存器左移一位，原写入的“1111 1110”也左移一位。当最 右边的0移到最左边时，标志着接收控制器要进行最后一次移位。在最后一 次移位即将结束时，接收移位寄存器的内容送入接收缓冲器SBUF，然后在 启动接收的第10个机器周期时，清除接收信号，置位RI。
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。
binbin详解第7章-串行输入输出接口电路
验位可以是“ 或 验位可以是“0”或“1”，使所发送的每个字符中（包括校验位）“1”的个数为 ，使所发送的每个字符中（包括校验位） 的个数为 奇数（称为奇校验）或偶数（称为偶校验）。 奇数（称为奇校验）或偶数（称为偶校验） 奇校验 偶校验 奇偶校验法是对一个字符校验一次，通常只用于异步通信中。 奇偶校验法是对一个字符校验一次，通常只用于异步通信中。奇偶校验 位的产生和检验，可用软件或硬件的方法实现。 位的产生和检验，可用软件或硬件的方法实现。
5. 信号的调制和解调
利用电话信道（频带宽度通常为 利用电话信道（频带宽度通常为300～3400Hz）进行远距离传输，为完 ～ ）进行远距离传输， 成传输数字信号，通常把数字信号的“ 或 成传输数字信号，通常把数字信号的“0”或“1”转换成较高的不同频率的模拟 转换成较高的不同频率的模拟 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制， 调制 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制，后 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem） 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem）。 解调 调制解调器
波特率与字符的传送速率不同： 波特率与字符的传送速率不同：
波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数， 波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数，二 者之间存在如下关系： 者之间存在如下关系：
波特率=位 字符 字符/秒 位 秒 字符× 波特率 位/字符×字符 秒=位/秒
串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。 串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。
通信协议：通信的双方约定，何时开始发送， 通信协议：通信的双方约定，何时开始发送，何时发送完毕以及双方的 联络方式、正确与否等。 联络方式、正确与否等。
5. 信号的调制和解调
利用电话信道（频带宽度通常为 利用电话信道（频带宽度通常为300～3400Hz）进行远距离传输，为完 ～ ）进行远距离传输， 成传输数字信号，通常把数字信号的“ 或 成传输数字信号，通常把数字信号的“0”或“1”转换成较高的不同频率的模拟 转换成较高的不同频率的模拟 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制， 调制 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制，后 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem） 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem）。 解调 调制解调器
波特率与字符的传送速率不同： 波特率与字符的传送速率不同：
波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数， 波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数，二 者之间存在如下关系： 者之间存在如下关系：
波特率=位 字符 字符/秒 位 秒 字符× 波特率 位/字符×字符 秒=位/秒
串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。 串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。
通信协议：通信的双方约定，何时开始发送， 通信协议：通信的双方约定，何时开始发送，何时发送完毕以及双方的 联络方式、正确与否等。 联络方式、正确与否等。
单片机第7章89C51串行口和串行通信PPT课件
4
7.1 串行通信的概念
• 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进 行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交 换信息，所有这些信息交换均可称为通信。
• 通信方式有两种，即并行通信和串行通信。
• 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。
• 例如，在IBM-PC机与外部设备（如打印机等）通信时， 如果距离小于30m，可采用并行通信方式；当距离大于 30m时，则要采用串行通信方式。89C51单片机具有并 行和串行二种基本通信方式。
字 同 符 步 1 字 同 符 步 2 数 据 块 （ 若 干 字 节 ）校 符 验 1 校 符 验 2
起 始
结 束
➢ 在这种通信方式中，数据块内的各位数据之间没有间 隔，传输效率高；
➢ 发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)， 且数据块长度越大，对同步要求就越高。
➢ 同步通信设备复杂，成本高，一般只用在高速数字通 信系统中。
• 在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保 证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号。
• 同步传送可以提高传输速率（达56kb/s或更高），但硬件比较复杂。
返回
28.09.2020
14
2、异步通信
• 起始位（0）信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不 传送字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道 发来一个新字符， 应马上准备接收。字符的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。
28.09.2020
1
第七章 89C51串行口及串行通信技术
• 串行通信只用一位数据线传送数据的位信号，即使加上几 条通信联络控制线，也用不了很多电缆线。因此，串行通 信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间、 处于两地的计算机之间采用串行通信就非常经济。当然， 串行通信要求有转换数据格式、时间控制等逻辑电路，这 些电路目前已被集成在大规模集成电路中（称为可编程串 行通信控制器），使用很方便。
第7章 串行通信接口(SCI)
第7章串行通信接口(SCI)目前几乎所有的台式电脑都带有9芯的异步串行通信口，简称串行口或COM口。
有的台式电脑带有两个串行口，分别称为COM1、COM2口。
大部分的笔记本电脑也带有串行口。
随着USB接口的普及，串行口的地位逐渐变低了。
但是，作为设备间的一种简便的通信方式，在相当长的时间内，串行口还不会消失。
因为简单且常用的串行通信只需要三根线(发送线、接收线和地线)，所以，串行通信可以作为MCU与外界通信的简便方式之一。
大部分嵌入式MCU都具有串行通信接口(Serial Communication Interface，SCI) ，掌握SCI的编程是学习MCU的重要内容之一。
本章从掌握规范的SCI基本编程角度讨论串行通信编程，把与芯片型号相关内容和与芯片型号无关内容区别开来，便于读者融会贯通与实际应用。
本章7.1、7.2节是与芯片无关的有关串行通信的通用基础知识，只有理解这些基础知识，才能进行串行通信的应用。
7.3、7.4节阐述GP32芯片的SCI模块的编程方法，在此基础上，重点掌握7.5节给出的编程实例。
注意，在汇编程序中，只有初始化子程序与GP32相关，收发程序在整个08系列中是通用的，在C程序中，只有初始化子程序与GP32相关，收发程序对任何芯片是通用的。
当然，要注意头文件SCI.h相关位的定义。
关于串口程序的测试，最好利用教学资料中提供的PC机方的高级语言源程序进行。
根据自己对高级语言的熟悉程度选用VB、C#、VC或其他高级语言。
实际上，掌握一门PC机方的高级语言编程对嵌入式系统开发是必要的。
7.1 异步串行通信的基础知识本节简要概括了串行通信中的通常使用的相关基本概念，为学习MCU的串行接口编程做准备。
对于已经了解这方面知识的读者，可以略读本节。
7.1.1 基本概念“位”(bit) 是单个二进制数字的简称，是可以拥有两种状态的最小二进制值，分别用“0”和“1”表示。
在计算机中，通常一个信息单位用8位二进制表示，称为一个“字节”(byte) 。
第7章 MCS-51串行接口
5．通信协议
(1) 奇偶校验 (2) 累加和校验 (3) 循环冗余码校验 （Cyclic Redundancy Check, 简称CRC）
7.2 MCS-51串行口结构与工作原理
MCS-51单片机内部含有1个可编程全双工串行通信接口， 它有4种工作方式。串行口内部结构如下图，两个物理上独立地 接收和发送缓冲器，可同时收、发数据(全双工)。 两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址：SBUF(99H）
发送指令：MOV SBUF，A ;将数据写到发送缓冲器SBUF 接收指令：MOV A，SBUF ;读出接收缓冲器SBUF中接收到的数据 控制寄存器共两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。
串行数据缓冲器SBUF 在逻辑上只有一个，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，用同一寄存器名SBUF。 在物理上有两个，一个是发送缓冲寄存器，另一个是接 收缓冲寄存器。 发送时，只需将发送数据输入SBUF，CPU将自动启动和 完成串行数据的发送； 接收时，CPU将自动把接收到的数据存入SBUF，用户只 需从SBUF中读出接收数据。 指令 MOV SBUF，A 启动一次数据发送,可向SBUF 再发送下一个数 指令 MOV A，SBUF 完成一次数据接收,SBUF可再 接收下一个数
（2）同步通信 同步通信依靠同步字符保持通信同步。同步通信 是由1～2个同步字符和多字节数据位组成，同步字符作 为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据；多字节 数据之间不允许有空隙，每位占用的时间相等；空闲位 需发送同步字符。（同步字符可以用户约定，也可以有 用ASCⅡ码中规定的SYNC同步字符（即16H）） 同步通信传输速度较快，但要求有准确的时钟来实 现收发双方的严格同步，对硬件要求较高，适用于成批 数据传送。
打印接口及串行通信接口
第7章 打印接口及串行通信接口
BUSY：打印机正在打印，向CPU发出打印 机“忙”的信号。BUSY期间不接收总线数 据。 PE：打印纸尽，是打印机当检测到纸空或 移到纸尾时，发出的状态信号。
SELECT OUT：选择输出线，是主机CPU 发来的，高电平有效，表示打印机被选中。
第7章 打印接口及串行通信接口
AUTO FD：动走纸信号线，该信号使打印机 产生一个换行动作。 ERROR：出错状态信息，当打印机纸尽、打 印机脱机或检测到一个硬件错误时，用低电 平使状态寄存器置位而向主机CPU报告一个 出错信号。 INIT：打印初始化信号，是主机CPU向打印 机发出初始化命令的引脚，低电平有效。
第7章 打印接口及串行通信接口
第7章 打印接口及串行通信接口
2．激光打印机的工作过程
（1）感光硒鼓的清理
（2）调节硒鼓 （3）激光扫描 （4）色粉显影 （5）在纸张上成像 （6）将色粉溶化在纸张上
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1.4 喷墨打印机
1．喷墨打印机的组成
喷墨打印机主要由接口及控制电路、喷墨打 印头、字车、走纸驱动机构等组成。
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.2.2 打印机接口电路的组成
打印机适配器是打印设备与计算机间的接 口电路，打印数据要从主机系统的I/O端口输 出。打印机适配器（接口）由若干端口寄存器、 数据缓冲器、地址译码器和数据驱动部件组成。 图7.3为并行接口逻辑结构图。
第7章 打印接口及串行通信接口
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
第7章 打印接口及串行通信接口
2．状态寄存器
状态寄存器的各数据位如下：
BUSY ACK PE SLCT ERRO R （ IRQ ） — —
《单片机原理与接口技术》第7章 串行接口
D7 PCON SMOD D6 D5 D4 D3 GF0 D2 GF1 D1 PD D0 IDL
PCON寄存器的D7位为SMOD，称为波特率倍增位。即当SMOD=1时，波 特率加倍; 当SMOD=0时，波特率不加倍。 通过软件可设置SMOD=0或SMOD=1。因为PCON无位寻址功能，所以， 要想改变SMOD的值，可通过相应指令来完成: ANL ORL MOV PCON，#7FH PCON，#80H PCON，#00H ;使SMOD=0 ;使SMOD=1 ;使SMOD=0
高等职业教育 计算机类课程规划教材
大连理工大学出版社
第7章
7.1 7.2 7.3 7.4
串行接口
串行通信的基本概念 MCS-51 单片机串行接口及控制寄存器 MCSMCSMCS-51 单片机串行口的工作方式 串行口的应用
7.1 串行通信的基本概念
7.1.1 数据通信的概念 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。 1.并行通信 1.并行通信 并行通信是数据的各位同时进行传送（发送或接收）的通信方式。 其优点是数据传送速度快; 缺点是数据有多少位，就需要多少根传送线。 2.串行通信 2.串行通信 串行通信是数据的各位一位一位顺序传送的通信方式。
7.3
7.3.1 方式0 方式0
MCS-51单片机串行口的工作方式 MCS-51单片机串行口的工作方式
串行口工作于方式0下，串行口为8位同步移位寄存器输入/输出口， 其波特率固定为fosc/12。
数据由RXD（P3.0）端输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）端 输出，发送、接收的是 8位数据。不设起始位和停止位，低位在前，高 位在后。其帧格式为:
起始0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TB8/RB8 停止1
PCON寄存器的D7位为SMOD，称为波特率倍增位。即当SMOD=1时，波 特率加倍; 当SMOD=0时，波特率不加倍。 通过软件可设置SMOD=0或SMOD=1。因为PCON无位寻址功能，所以， 要想改变SMOD的值，可通过相应指令来完成: ANL ORL MOV PCON，#7FH PCON，#80H PCON，#00H ;使SMOD=0 ;使SMOD=1 ;使SMOD=0
高等职业教育 计算机类课程规划教材
大连理工大学出版社
第7章
7.1 7.2 7.3 7.4
串行接口
串行通信的基本概念 MCS-51 单片机串行接口及控制寄存器 MCSMCSMCS-51 单片机串行口的工作方式 串行口的应用
7.1 串行通信的基本概念
7.1.1 数据通信的概念 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。 1.并行通信 1.并行通信 并行通信是数据的各位同时进行传送（发送或接收）的通信方式。 其优点是数据传送速度快; 缺点是数据有多少位，就需要多少根传送线。 2.串行通信 2.串行通信 串行通信是数据的各位一位一位顺序传送的通信方式。
7.3
7.3.1 方式0 方式0
MCS-51单片机串行口的工作方式 MCS-51单片机串行口的工作方式
串行口工作于方式0下，串行口为8位同步移位寄存器输入/输出口， 其波特率固定为fosc/12。
数据由RXD（P3.0）端输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）端 输出，发送、接收的是 8位数据。不设起始位和停止位，低位在前，高 位在后。其帧格式为:
起始0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TB8/RB8 停止1
七章并行通信接口技术-
端口A可工作于3种方式中的任一种，端口B只能工作于 方式0或方式1。在方式0时，端口C可以分成2个4位端口， 用作数据输入/输出端口；还可以分别用来为A端口、B端 口输入/输出时提供控制信号和状态信号
［例］如果把端口A设定为方式1，输出，端口 B设定为方式0，输入，端口C上半部设定为 输入，下半部设定为输出，则方式选择控制 字应为：10101010B=AAH。设控制口地址 为303H，初始化的程序段为：
要求数据格式固定，分为异步和同步数 据格式
串行通信中对信号的逻辑定义与TTL不 兼容，需进行逻辑关系和逻辑电平转换
串行传送信息的速率需要控制，要求双 方约定通信传输的波特率
可编程并行接口芯片8255A
1．8255A有两个8位(端口A与端口B)和两个4 位(端口C高/低4位)的并行输入/输出端口
000 1
0 数据总线← 端口A
010 1
0 数据总线← 端口B
100 1
0 数据总线← 端口C
输出操作(CPU写)
001 0
0 数据总线→端口A
011 0
0 数据总线→端口B
101 0
0 数据总线→端口C
111 0
0 数据总线→控制端口
2.面向外设一侧的引脚信号
端口A：PA0～PA7
A组，支持工作方式0、1、2
状态信号可以通过读取端口C得到（P287）
8255A工作在方式1下的输入时序
端口A方式1作输出：
PA7~PA0 INTEA PC6
PC7
PC3
外设响应信号 表示外设已经接收到数据
ACKA OBFA
INTRA
输出缓冲器满信号 表示CPU已经输出了数据
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU再次输出数据
［例］如果把端口A设定为方式1，输出，端口 B设定为方式0，输入，端口C上半部设定为 输入，下半部设定为输出，则方式选择控制 字应为：10101010B=AAH。设控制口地址 为303H，初始化的程序段为：
要求数据格式固定，分为异步和同步数 据格式
串行通信中对信号的逻辑定义与TTL不 兼容，需进行逻辑关系和逻辑电平转换
串行传送信息的速率需要控制，要求双 方约定通信传输的波特率
可编程并行接口芯片8255A
1．8255A有两个8位(端口A与端口B)和两个4 位(端口C高/低4位)的并行输入/输出端口
000 1
0 数据总线← 端口A
010 1
0 数据总线← 端口B
100 1
0 数据总线← 端口C
输出操作(CPU写)
001 0
0 数据总线→端口A
011 0
0 数据总线→端口B
101 0
0 数据总线→端口C
111 0
0 数据总线→控制端口
2.面向外设一侧的引脚信号
端口A：PA0～PA7
A组，支持工作方式0、1、2
状态信号可以通过读取端口C得到（P287）
8255A工作在方式1下的输入时序
端口A方式1作输出：
PA7~PA0 INTEA PC6
PC7
PC3
外设响应信号 表示外设已经接收到数据
ACKA OBFA
INTRA
输出缓冲器满信号 表示CPU已经输出了数据
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU再次输出数据
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本章学习目标
l 微机打印接口的基本原理及一般应用 lRS232串行通信接口的基本原理及参数与应用 l 调制调解器的原理及应用 l 通用串行接口（USB）基本原理及其应用
返回本章首页
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1 打印机结构概述
7.1.1 打印机概述 7.1.2 针式打印机 7.1.3 激光打印机 7.1.4 喷墨打印机
第7章 打印接口及串行通信接口
2．激光打印机的工作过程
（1）感光硒鼓的清理 （2）调节硒鼓 （3）激光扫描 （4）色粉显影 （5）在纸张上成像 （6）将色粉溶化在纸张上
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1.4 喷墨打印机
1．喷墨打印机的组成 喷墨打印机主要由接口及控制电路、喷墨打 印头、字车、走纸驱动机构等组成。
第7章 打印接口及串行通信接口
DB0~DB7
内部
主微
I/O
数据
数据总线
控制器
接口
缓冲器
电路
ACK
状态
BUSY
输出
电路
字符
从微
发生器
处理
ROM
器
控制
STB
信号
接收
字符 驱动
缓冲器 电路
ROM
Vcc GND
电源电路
+36V +5V
图7.1 针式打印机电路框图
面板 DIP 开关 字车电机 走纸机构
打印头
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.2.2 打印机接口电路的组成
打印机适配器是打印设备与计算机间的接 口电路，打印数据要从主机系统的I/O端口输 出。打印机适配器（接口）由若干端口寄存器、 数据缓冲器、地址译码器和数据驱动部件组成。 图7.3为并行接口逻辑结构图。
第7章 打印接口及串行通信接口
第7章 打印接口及串行通信接口
表7.2 25针打印电缆线接口信号
第7章 打印接口及串行通信接口
4．打印原理
打印机工作状态时，主机便向打印机发出 一个8位数据。这时打印机向主机发出信号请求 暂停，直到主机准备好，才发出下一个数据。 打印机一旦收到数据，就按其字符发生器的点 阵在列计数器的控制下一列一列地输出。列点 经过列逻辑控制将其转换成打印针所需的脉冲 信号，再经过驱动电路转换为线圈电流，使打 印头中的打印针动作，即可打印出字符或图形。 其原理简图如图7.2所示。
第7章 打印接口及串行通信接口
字符 发生 ASCII码输入 器
列计 数器
列控制 逻辑 电路
打印针 驱动电路
打印头
图7.2 针式打印机打印原理框图
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1.3 激光打印机
1．激光打印的组成
激光打印机由接口电路、光学系统、感 光机构、电晕和静电清除器、走纸控制 驱动机构及控制面板等组成。
返回本章首页
第7章 打印接口及串行通信接口
7.2.1 并行打印接口的功能
并行打印接口的功能主要为以下几个方面： 接受主机发送的数据，在适当的时候再送给连接到
此接口的并行设备如打印机，起数据缓冲作用；接受主 机系统送来的控制信息，经缓冲后送给并行设备，控制 并行设备工作；接受并保存并行设备的状态，供主机系 统CPU随时读取处理。
XDB0~7
数据
DIR
收发器 主机系统总线
AEN IOR IOW
XA0~XAபைடு நூலகம்2
命令 译码器
读数据 读状态
写控制 读控制
RESET
写数据
索 数据
锁存器
数据 缓冲器
内部数据总线
状态 缓冲 器
25 针打印数据线
BUSY ACK PE SLCT
数据 缓冲器
控制 锁存 驱动器
ERROR STB AUTOFD INIT SLCT IRQ EN
返回本章首页
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1.1 打印机概述
表7.1 几种类型的打印机性能参数
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1.2 针式打印机
1．针式打印机的分类
针式打印机是一种典型的击打式打印机， 按其打印精度（即针数多少）可分为9针打印 机和24针打印机、按其输出幅宽可分为宽行 打印机和窄行打印机。如LQ—9为窄行打印 机，LQ—1600K为宽行打印机。
第7章 打印接口及串行通信接口
2．针式打印机的电磁及机械部分的 结构组成与功能
针式打印机由打印头、字车、色带、电磁传动机构、 走纸机构等组成。打印头主要由电磁机构和打印针组成， 其功能是将字符数据转换成电磁信号；字车由打印头架 及伺服驱动机构组成，其功能是驱动打印头产生水平运 动；色带机构由色带及色带墨盒组成，其功能是使色带 产生与字车平行的运动并相对字车产生相对运动；走纸 机构由滚纸筒传动齿轮的步进电机组成，其功能是在垂 直方向按行移动纸张即产生走纸运动。
图7.3 并行打印机接口逻辑结构图
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.2.3 并行端口说明
表7.3 微机打印机端口寄存器地址
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.2.4 端口寄存器说明
1．数据寄存器 数据寄存器为一个8位寄存器，其各数据位如下：
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
第7章 打印接口及串行通信接口
2．状态寄存器
状态寄存器的各数据位如下：
BUSY ACK PE
第7章 打印接口及串行通信接口
3．针式打印机控制电路的组成与功能
针式打印机电路的主要功能是：接受主机发出的 命令和数据，返回主机所需状态信息和应答信号， 驱动各个机构执行初始化命令、打印命令和自检 命令，并发出检测信号等。 打印机电路组成如图7.1所示，其电路可分为六部 分：接口电路、控制电路、驱动电路、字符发生 器、电源和DIP开关等，如表7.2所示。
2．喷墨打印机的工作过程
主机来的数据通过接口和打印控制电路转换 后，将喷墨盒中的电阻丝加热使墨盒中的墨 水产生膨胀而喷射到纸张上形成字符或图形。
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7 . 2 并行打印接口
7.2.1 并行打印接口的功能 7.2.2 打印机接口电路的组成 7.2.3 并行端口说明 7.2.4 端口寄存器说明 7.2.5 接口电路的说明 7.2.6 打印机的接口信号
第7章 打印接口及串行通信接口
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1 打印机结构概述 7.2 并行打印接口 7.3 并行打印的I/O服务功能及服务程序 7.4 通信技术概述 7.5 RS-232接口标准 7.6 串行通信接口 7.7 串行端口的中断服务功能 7.8 通用串行总线接口US
第7章 打印接口及串行通信接口
l 微机打印接口的基本原理及一般应用 lRS232串行通信接口的基本原理及参数与应用 l 调制调解器的原理及应用 l 通用串行接口（USB）基本原理及其应用
返回本章首页
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1 打印机结构概述
7.1.1 打印机概述 7.1.2 针式打印机 7.1.3 激光打印机 7.1.4 喷墨打印机
第7章 打印接口及串行通信接口
2．激光打印机的工作过程
（1）感光硒鼓的清理 （2）调节硒鼓 （3）激光扫描 （4）色粉显影 （5）在纸张上成像 （6）将色粉溶化在纸张上
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1.4 喷墨打印机
1．喷墨打印机的组成 喷墨打印机主要由接口及控制电路、喷墨打 印头、字车、走纸驱动机构等组成。
第7章 打印接口及串行通信接口
DB0~DB7
内部
主微
I/O
数据
数据总线
控制器
接口
缓冲器
电路
ACK
状态
BUSY
输出
电路
字符
从微
发生器
处理
ROM
器
控制
STB
信号
接收
字符 驱动
缓冲器 电路
ROM
Vcc GND
电源电路
+36V +5V
图7.1 针式打印机电路框图
面板 DIP 开关 字车电机 走纸机构
打印头
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.2.2 打印机接口电路的组成
打印机适配器是打印设备与计算机间的接 口电路，打印数据要从主机系统的I/O端口输 出。打印机适配器（接口）由若干端口寄存器、 数据缓冲器、地址译码器和数据驱动部件组成。 图7.3为并行接口逻辑结构图。
第7章 打印接口及串行通信接口
第7章 打印接口及串行通信接口
表7.2 25针打印电缆线接口信号
第7章 打印接口及串行通信接口
4．打印原理
打印机工作状态时，主机便向打印机发出 一个8位数据。这时打印机向主机发出信号请求 暂停，直到主机准备好，才发出下一个数据。 打印机一旦收到数据，就按其字符发生器的点 阵在列计数器的控制下一列一列地输出。列点 经过列逻辑控制将其转换成打印针所需的脉冲 信号，再经过驱动电路转换为线圈电流，使打 印头中的打印针动作，即可打印出字符或图形。 其原理简图如图7.2所示。
第7章 打印接口及串行通信接口
字符 发生 ASCII码输入 器
列计 数器
列控制 逻辑 电路
打印针 驱动电路
打印头
图7.2 针式打印机打印原理框图
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1.3 激光打印机
1．激光打印的组成
激光打印机由接口电路、光学系统、感 光机构、电晕和静电清除器、走纸控制 驱动机构及控制面板等组成。
返回本章首页
第7章 打印接口及串行通信接口
7.2.1 并行打印接口的功能
并行打印接口的功能主要为以下几个方面： 接受主机发送的数据，在适当的时候再送给连接到
此接口的并行设备如打印机，起数据缓冲作用；接受主 机系统送来的控制信息，经缓冲后送给并行设备，控制 并行设备工作；接受并保存并行设备的状态，供主机系 统CPU随时读取处理。
XDB0~7
数据
DIR
收发器 主机系统总线
AEN IOR IOW
XA0~XAபைடு நூலகம்2
命令 译码器
读数据 读状态
写控制 读控制
RESET
写数据
索 数据
锁存器
数据 缓冲器
内部数据总线
状态 缓冲 器
25 针打印数据线
BUSY ACK PE SLCT
数据 缓冲器
控制 锁存 驱动器
ERROR STB AUTOFD INIT SLCT IRQ EN
返回本章首页
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1.1 打印机概述
表7.1 几种类型的打印机性能参数
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1.2 针式打印机
1．针式打印机的分类
针式打印机是一种典型的击打式打印机， 按其打印精度（即针数多少）可分为9针打印 机和24针打印机、按其输出幅宽可分为宽行 打印机和窄行打印机。如LQ—9为窄行打印 机，LQ—1600K为宽行打印机。
第7章 打印接口及串行通信接口
2．针式打印机的电磁及机械部分的 结构组成与功能
针式打印机由打印头、字车、色带、电磁传动机构、 走纸机构等组成。打印头主要由电磁机构和打印针组成， 其功能是将字符数据转换成电磁信号；字车由打印头架 及伺服驱动机构组成，其功能是驱动打印头产生水平运 动；色带机构由色带及色带墨盒组成，其功能是使色带 产生与字车平行的运动并相对字车产生相对运动；走纸 机构由滚纸筒传动齿轮的步进电机组成，其功能是在垂 直方向按行移动纸张即产生走纸运动。
图7.3 并行打印机接口逻辑结构图
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.2.3 并行端口说明
表7.3 微机打印机端口寄存器地址
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7.2.4 端口寄存器说明
1．数据寄存器 数据寄存器为一个8位寄存器，其各数据位如下：
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
第7章 打印接口及串行通信接口
2．状态寄存器
状态寄存器的各数据位如下：
BUSY ACK PE
第7章 打印接口及串行通信接口
3．针式打印机控制电路的组成与功能
针式打印机电路的主要功能是：接受主机发出的 命令和数据，返回主机所需状态信息和应答信号， 驱动各个机构执行初始化命令、打印命令和自检 命令，并发出检测信号等。 打印机电路组成如图7.1所示，其电路可分为六部 分：接口电路、控制电路、驱动电路、字符发生 器、电源和DIP开关等，如表7.2所示。
2．喷墨打印机的工作过程
主机来的数据通过接口和打印控制电路转换 后，将喷墨盒中的电阻丝加热使墨盒中的墨 水产生膨胀而喷射到纸张上形成字符或图形。
返回本节
第7章 打印接口及串行通信接口
7 . 2 并行打印接口
7.2.1 并行打印接口的功能 7.2.2 打印机接口电路的组成 7.2.3 并行端口说明 7.2.4 端口寄存器说明 7.2.5 接口电路的说明 7.2.6 打印机的接口信号
第7章 打印接口及串行通信接口
第7章 打印接口及串行通信接口
7.1 打印机结构概述 7.2 并行打印接口 7.3 并行打印的I/O服务功能及服务程序 7.4 通信技术概述 7.5 RS-232接口标准 7.6 串行通信接口 7.7 串行端口的中断服务功能 7.8 通用串行总线接口US
第7章 打印接口及串行通信接口