七章串行通信接口
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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。
第七章 串行通信
传输方式
同步方式 串行方式
异步方式
单工方式
半双工方式 全双工方式 多工方式
7.1.2 串行通信的通信标准
串行通信的通信标准主要是指通信的电气和硬件标准，常用的有 RS-232；RS-485/422等。
NEXT HOME
RS-232标准 ♠ 电气特性：逻辑“1”=-3V～-15V；逻辑“0”=+3V～+15V。在与TTL 标准连接时必须进行电平转换，常用芯片有MC1488、MC1489及 MAX202～MAX232等。
BACK NEXT HOME
7.1.3 串行通信的通信方式
串行通信又可分为异步通信和同步通信。异步通信的接受器和发送 器使用各自的时钟，每次只传送一字节数据，允许时钟产生误差；同步 通信每次传送的数据量较大，要求精度高，因此接受器和发送器使用同 一时钟。 异步通讯 以字符为传送单位用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束 字符间隔不固定，只需字符传送时同步。异步通讯数据常用一帧为单位， 一帧字符位数的规定：起始位，数据位，校验位和停止位，校验位紧跟 在数据位后，也可以省略。下图为省略校验位后一帧数据的示意图。
起始位 D 0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7 停止位
优点是硬件要求低，可靠性高，传送距离远，但速度较慢。
BACK
NEXT
HOME
同步通信 以一串字符为一个传送单位，字符间不加标识位，在一串字符开 始用同步字符标识，硬件要求高，通讯双方须严格同步。
【提示】：在单片机与外设进行数据通信时，多采用异步串行通信。
模式选择
多机通讯位 允许接收位 发送、接收第9位 发送、接收标志
BACK
NEXT
同步方式 串行方式
异步方式
单工方式
半双工方式 全双工方式 多工方式
7.1.2 串行通信的通信标准
串行通信的通信标准主要是指通信的电气和硬件标准，常用的有 RS-232；RS-485/422等。
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RS-232标准 ♠ 电气特性：逻辑“1”=-3V～-15V；逻辑“0”=+3V～+15V。在与TTL 标准连接时必须进行电平转换，常用芯片有MC1488、MC1489及 MAX202～MAX232等。
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7.1.3 串行通信的通信方式
串行通信又可分为异步通信和同步通信。异步通信的接受器和发送 器使用各自的时钟，每次只传送一字节数据，允许时钟产生误差；同步 通信每次传送的数据量较大，要求精度高，因此接受器和发送器使用同 一时钟。 异步通讯 以字符为传送单位用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束 字符间隔不固定，只需字符传送时同步。异步通讯数据常用一帧为单位， 一帧字符位数的规定：起始位，数据位，校验位和停止位，校验位紧跟 在数据位后，也可以省略。下图为省略校验位后一帧数据的示意图。
起始位 D 0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7 停止位
优点是硬件要求低，可靠性高，传送距离远，但速度较慢。
BACK
NEXT
HOME
同步通信 以一串字符为一个传送单位，字符间不加标识位，在一串字符开 始用同步字符标识，硬件要求高，通讯双方须严格同步。
【提示】：在单片机与外设进行数据通信时，多采用异步串行通信。
模式选择
多机通讯位 允许接收位 发送、接收第9位 发送、接收标志
BACK
NEXT
《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。
第7章串行口
串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程 IE、IP寄存器）。
一、 89C51串行口 1、结 构
图7-7 串行口内部结构示意简图
☞ 2、串行口控制字及控制寄存器
串行口控制寄存器SCON（98H）
• ①SM0和SM1（SCON.7，SCON.6）——串行
口工作方式选择位。两个选择位对应4种通信方式，
如表7-1所示。其中，fosc是振荡频率。
3、串行通信工作方式
2 SMOD f osc 16 / 2 初值 串行方式1、方式3波特率≌ 32 12
4、波特率设计
• 定时器T1用作波特率发生器时，通常选用定时器模 式2（自动重装初值定时器）比较实用。每过“28-X” 个机器周期，定时器T1就会产生一次溢出。
• T1溢出速率为 T1溢出速率≌(fosc/12)/(28-X)
移位时钟来源不同，因此，各种方式的波特率计算公式也
不同。
4、波特率设计
• （1）方式0的波特率 由图7-14可见，方式0时，发送或接收一位数据的移位 时钟脉冲由S6（即第6个状态周期，第12个节拍）给出， 即每个机器周期产生一个移位时钟，发送或接收一位数据。
因此，波特率固定为振荡频率的1/12，并不受PCON寄存
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。
☞经常配合“串入并出”“并入串出”移位 寄存器一起使用扩展接口
☞方式0工作时，多用查询方式编程： 发送：MOV SBUF，A 接收：JNB RI，$ JNB TI，$ CLR RI CLR TI MOV A, SBUF ☞复位时,SCON 已经被清零,缺省值: 方式0。 ☞接收前,务必先置位 REN=1 允许接收数据。
一、 89C51串行口 1、结 构
图7-7 串行口内部结构示意简图
☞ 2、串行口控制字及控制寄存器
串行口控制寄存器SCON（98H）
• ①SM0和SM1（SCON.7，SCON.6）——串行
口工作方式选择位。两个选择位对应4种通信方式，
如表7-1所示。其中，fosc是振荡频率。
3、串行通信工作方式
2 SMOD f osc 16 / 2 初值 串行方式1、方式3波特率≌ 32 12
4、波特率设计
• 定时器T1用作波特率发生器时，通常选用定时器模 式2（自动重装初值定时器）比较实用。每过“28-X” 个机器周期，定时器T1就会产生一次溢出。
• T1溢出速率为 T1溢出速率≌(fosc/12)/(28-X)
移位时钟来源不同，因此，各种方式的波特率计算公式也
不同。
4、波特率设计
• （1）方式0的波特率 由图7-14可见，方式0时，发送或接收一位数据的移位 时钟脉冲由S6（即第6个状态周期，第12个节拍）给出， 即每个机器周期产生一个移位时钟，发送或接收一位数据。
因此，波特率固定为振荡频率的1/12，并不受PCON寄存
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。
☞经常配合“串入并出”“并入串出”移位 寄存器一起使用扩展接口
☞方式0工作时，多用查询方式编程： 发送：MOV SBUF，A 接收：JNB RI，$ JNB TI，$ CLR RI CLR TI MOV A, SBUF ☞复位时,SCON 已经被清零,缺省值: 方式0。 ☞接收前,务必先置位 REN=1 允许接收数据。
第7章串行通信及其接口
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7.2.1 串行口的结构
1．串行口控制寄存器SCON •该寄存器的字节地址为98H，可位寻址。SCON 格式如图7-6所示。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
• SC •SM •SM1 •SM2 •REN •TB8 •RB8 •TI
•RI
ON
0
•位
•9F •9E
9D
9C
9B
23
指定两种传输速率中的一种
19
的
13
针
12
脚
9
号
10
未定义，保留供DCE装置测试使用
11
18
25
-
图 7
19 分 离 元 件 电 平 转 换 电 路
（a）MC1488
（b）MC1489
图7-20 MC1488，MC1489引脚
- MC
图 7 21
14 54 07 引 脚
（a） （b）
图 7
……
图7-23 PC机与MCS-51单片机多机通信
表7-5 LCR端口地址
Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0
DL 断线 跟随 EPS PEN STB WL WL
AB 设定 检测
S1
S0
表7-6 WLS1，WLS0两位设置的字长
WLS1（bit1） 0
辅助信道传输速率较主信道低。其余同 3
表
7-4 RS232C
14
16
15
指示被传输的每个bit信息的中心位置
17
24
4
DTE发给DCE
信
5
DCE发给DTE
号
6
线
7.2.1 串行口的结构
1．串行口控制寄存器SCON •该寄存器的字节地址为98H，可位寻址。SCON 格式如图7-6所示。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
• SC •SM •SM1 •SM2 •REN •TB8 •RB8 •TI
•RI
ON
0
•位
•9F •9E
9D
9C
9B
23
指定两种传输速率中的一种
19
的
13
针
12
脚
9
号
10
未定义，保留供DCE装置测试使用
11
18
25
-
图 7
19 分 离 元 件 电 平 转 换 电 路
（a）MC1488
（b）MC1489
图7-20 MC1488，MC1489引脚
- MC
图 7 21
14 54 07 引 脚
（a） （b）
图 7
……
图7-23 PC机与MCS-51单片机多机通信
表7-5 LCR端口地址
Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0
DL 断线 跟随 EPS PEN STB WL WL
AB 设定 检测
S1
S0
表7-6 WLS1，WLS0两位设置的字长
WLS1（bit1） 0
辅助信道传输速率较主信道低。其余同 3
表
7-4 RS232C
14
16
15
指示被传输的每个bit信息的中心位置
17
24
4
DTE发给DCE
信
5
DCE发给DTE
号
6
线
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。
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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) 。
第七章串行通信接口8251
15
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）高级数据 链路控制规程。
功能：异步起止协议 同步面向字符协议 组成：接收器、发送器、调制控制、读/写控制、数据总线
缓冲器
27
数据总线 缓冲器
RESET CLK C/D RD WR CS
DTR DSR
RTS
CTS
读/写 控制逻辑
调制控制
发送缓冲器 发送控制
TXD TXRDY TXEMPTY
TXC
接收缓冲器 接收控制
RXD RXRDY SYNDET/BD
10100 0101 空
起始位
停 止
闲 位
0
数据位
位
低
高 校验位
应用：早期电传机
2.特点：是一个字符一个字符传输
10001
13
二、面向字符的同步通信格式 1.功能：
是一次传送若干个字符组成的数据块，并且规定了10个特殊字 符作为这个数据块的开头与结束标志以及整个传输过程的控 制信息。 2.数据格式（一帧）
RXC
28
8251A的引脚信号
29
1.发送器
①TXRDY（Transmitter Ready）：发送器准备好，高电平有 效
SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块校验
14
3.特定字符的定义：
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）高级数据 链路控制规程。
功能：异步起止协议 同步面向字符协议 组成：接收器、发送器、调制控制、读/写控制、数据总线
缓冲器
27
数据总线 缓冲器
RESET CLK C/D RD WR CS
DTR DSR
RTS
CTS
读/写 控制逻辑
调制控制
发送缓冲器 发送控制
TXD TXRDY TXEMPTY
TXC
接收缓冲器 接收控制
RXD RXRDY SYNDET/BD
10100 0101 空
起始位
停 止
闲 位
0
数据位
位
低
高 校验位
应用：早期电传机
2.特点：是一个字符一个字符传输
10001
13
二、面向字符的同步通信格式 1.功能：
是一次传送若干个字符组成的数据块，并且规定了10个特殊字 符作为这个数据块的开头与结束标志以及整个传输过程的控 制信息。 2.数据格式（一帧）
RXC
28
8251A的引脚信号
29
1.发送器
①TXRDY（Transmitter Ready）：发送器准备好，高电平有 效
SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块校验
14
3.特定字符的定义：
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
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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。
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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
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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
cx
19:15
二、串行接口工作方式1
在方式1时，串行口被设置为波特率可变的8 位异步通信接口。
方式1发送串行口以方式1发送时,数据位由 TXD端输出,发送1帧信息为10位,其中1位起始 位、8位数据位(先低位后高位)和一个停止位 “1”。 方式1的波特率=(2SMOD/32)×定时器T1的溢出 率。
MOV SCON，#0D0H
19:15 WAIT：
JBC
RI，LOOP1 ;判断接收中断标志，等待
SJMP JNB JNB
WAIT ;当RI=1时，接收数据，且RI清0 A，SBUF ；接收数据 ；判断P＝RB8 PSW.0，LOOP2 RB8，LOOP3 LOOP4 RB8，LOOP3
19:15
2．数据接收 在方式1接收时，数据从RXD端输入。当允许输入位REN 置1后，接收器便以波特率的16倍速率采样RXD端电平， 从采样到1至0的跳变时，启动接收器接收，并复位内部的 16分频计数器，以实现同步。 在起始位如果接收的值不是0，则起始位无效，复位接收 电路。在检测到一个1到0的跳变时，再重新启动接收器， 如果接收值为0，起始位有效，则开始接收本帧的其余信 息。 在RI＝0的状态下，接收到停止位为1(或SM2＝0)时，将 停止位送入RB8，8位数据进入接收缓冲器SBUF，并置RI ＝1中断标志。
；返回
PSW.5
，奇校验出错，PSW.5置1
LED显示器结构与原理
LED显示块是由发光二极管显示字段的显示器件。 在微机应用系统中通常使用的是七段LED。这种显示 块有共阴极与共阳极两种。七段显示块与微机接口非 常容易。
（a）共阴极
19:15
单片机原理及应用第07章串行口
单片机原理及应用第07章串行口在单片机中，串行口是一种常见的通信接口。
串行口允许单片机与外部设备通过串行通信进行数据的传输和接收。
它常用于与计算机、显示器、键盘、传感器等设备进行数据交互。
串行口一般有两个主要的部分：发送器和接收器。
发送器负责将单片机内部的数据转换成串行数据，并通过一个引脚发送出去。
接收器负责将从外部设备接收到的串行数据转换成单片机内部的数据，供单片机进一步处理。
串行口的应用非常广泛。
以下是串行口在一些常见应用中的使用方式：1.与计算机通信：单片机可以通过串行口与计算机进行数据交互。
这种应用广泛用于传感器数据的采集、控制命令的发送等场景。
通过串行口，单片机可以将采集到的数据传输给计算机进行分析和处理，或者接收计算机发送的控制命令实现特定功能。
2.与显示器通信：串行口可以用来控制液晶显示器（LCD）。
通过发送特定的指令和数据，单片机可以控制液晶显示器显示不同的字符、图形或者动画。
这种应用广泛用于嵌入式系统中的人机交互界面，如数码相机、手机等设备。
3.与键盘通信：通过串行口，单片机可以接收来自键盘的按键数据。
这种应用广泛用于嵌入式系统中的输入设备，如电脑键盘、数字键盘等。
通过接收键盘的按键数据，单片机可以进行相应的操作，如控制电机、显示字符等。
4.与传感器通信：单片机可以通过串行口与各种传感器进行通信。
传感器可以是温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
通过串行口，单片机可以获取传感器采集到的数据，并进行相应的处理和控制。
总之，串口是一种非常常见并且实用的通信接口，在单片机中得到了广泛应用。
它不仅可以实现单片机与外部设备之间数据的传输和接收，还可以用于控制和监测各种设备。
通过串口的使用，单片机可以更加灵活和方便地与外部设备进行通信，从而实现更多样化、智能化的应用。
并行和串行接口
7.2.1 三态门接口
7-6
用74LS244构成旳输入接口
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
A9～A0
IOR AEN
74LS244
…
1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4
1A1 1A2 1A3 1A4 2A1 2A2 2A3 2A4
G1 G2
译码电路 200H
… …
7-22
有条件输入/输出
在例7.2 中，用一按钮控制实既有条件开关输入和 状态显示（按钮按下时，输入/输出）。
D7～D0 IOW
D7～D0 PB7 WR PB6
LED7 LED6
… …
IOR
AEN
A9 ～ A2
A1 A0
RD
译
PB0
码 器
200H CS
PA2
A1
PA1
A0
PA0
LED0
+5V K2 K1 K0
译码
8255A PC3
INTRA
数据
中导孔 纸
7.3.4 三种工作方式——方式0
7-21
例7.2 程序
#include <stdio.h>
#include <dos.h>
unsigned char tab[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
main(){
unsigned char i;
outportb(0x203,0x90);
2. C口按位置位/复位控制字
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0
阐明：
➢ C口旳按位置位/复位 操作一次只能使C口
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RxD （串行数据输入） 输入移位脉冲
TxD （串行数据输出）
输出移位脉冲
5. 波特率因子
F（时钟频率）＝波特率因子＊波特率
波特率因子: 数据传输率（波特率）与时钟频率之间的 比例系数. 给定时钟频率，选择不同的波特率因子可得到不同的 波特率。
例如：f = 19.2 kHz，若选波特率因子为16，则波特 率为1200 bps。 若选定波特率因子和波特率，则相应的确定了对时钟 频率的要求。
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）
即载波的振幅随基带数字信号而变化.
“1”对应有载波
“0” 对应无载波
AM
0100
（2）调频（FM）
即载波频率随数字信号而变化 FM
“0”对应”f1”
f1 f2
“1”对应“f2”
0度
(3)调相（PM）
PM
即载波初始相位随基带数字信号
而变化.
“ 0”对应相位0度
“1”对应相位180度
11
180度
4. 发送时钟和接收时钟
CLK(主时钟)
数据输入寄存器 输入移位寄存器
RxC
接收时钟
÷1，÷16，÷32 数据输出寄存器
TxC
发送时钟
输出移位寄存器 ÷1，÷16，÷32
二、面向字符的同步通信格式 1.功能：
是一次传送若干个字符组成的数据块，并且规定了10个特殊 字符作为这个数据块的开头与结束标志以及整个传输过程的控 制信息。 2.数据格式（一帧）
SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块校验
同步通信与异步通信
所有串行通信都需要一个时钟信号来作为 数据的定时参考。发送器和接收器用时钟 来决定何时发送和读取每一个数据位。 根据传输时采用的是统一时钟还是本地局 部时钟，分为同步传输和异步传输两种。
1200＊16＝19200（时钟频率）→若外部时钟电路 的频率F＝1MHz，需用8253分频，试计算分频系 数（8253的计数初值）＝？ 8253计数初值＝时钟频率／(波特率＊波特率因子)
8250
外部的 时钟电路
1MHz
8253 CLK OUT
19.2KHz
÷1，÷ 16，…
N分频
移位脉冲
三、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，
4.8K，9.6K，19.2K，56K
2.字符速率： 是指每秒所传输的字符数，这个概念使用少。 字符速率与波特率的关系：
1个字符：1个起始位+8个数据位+1个偶数位+2个终止 位=12位
如果波特率：12000 则字符速率：12000/12=1000字符/s
§7.5.3 串行通信的数据格式
通信协议： 是指通信双方的一种约定，包括对数据格式、同步方式，
同步协议 面向比特（Bit）
分类
面向字节计数
异步协议
一、起止式异步通信数据格式 1.格式
①每个字符总是以起始位开始（“0”），以停止位（“1”）结 束。
②字符之间没有时间间隔要求
③字符后一位校验位（可没有）
10100 0101 空
起始位
停 止
闲 位
0
数据位
位
低
高 校验位
应用：早期电传机
10001
2.特点：是一个字符一个字符传输
二、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。
因此需要对二进制信号进行调制，以适合在电话网上传输 相应的音频信号，在接收时，需要进行解调，还原成数字信号。
同步传输用一个时钟脉冲确定一个数据位, 异步 传输用多个时钟脉冲确定一个数据位(如16个) 同步传输以数据块(当作“位流”看待)为单位传 输，异步传输以字符为单位传输，但都称为帧 (Frame)
21
同步通信的时钟定时方法
发送方在时钟信号的下降沿发送字节 接收方在时钟信号的上升沿接收字节
时钟
（发送时钟与接收 时钟完全同步）
这直接影响通信系统的可靠性，对通信中的检/纠错能力是衡量 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
方阵码检错 循环冗余码（CRC）检错 方阵码检错技术： 采用奇偶校验与“检验和”的综合。 ①7位编码后附加1位奇偶位。
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
数据（62H）
0
1
1
0
0
0
1
0
MSB
LSB
同步传输先发送高位(MSB)
22
异步通信的时钟定时方法
发送方利用发送时钟来决定发送每个位的时刻
接收方检测起始位的下降沿，并用它来同步接收时 钟，然后利用接收时钟从每一位的中间接收该位
接收/发送 时钟
数据 （62H）
0010001
LSB
异步传输先发送低位(LSB)
一个单字节检验和附加到数据块未尾。
1101001 0
0100000 1
1010101 11110Βιβλιοθήκη 10奇偶位1
1100001 1
0000100 1
四、传输速率
1. 波特率： 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）
常用的标准波特率：110，300，1K，1.2K，2.4K，
数字信号
10 10 10 10
计算机
MODEM
模拟信号 1010
数字信号
MODEM
CRT
图7.5.3 调制电话线
1. 什么叫调制?
所调调制就是进行波形变换。或者说进行频谱变换，就 是将基带数字信号的频谱变换成适合于在模拟信道中传输的 频谱。
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。
起始位
1 0 0/1 1 1
MSB
停止位
奇偶 校验位
23
异步通信时数据位的检测 发送/接收时钟周期：Tc，数据位间隔：Td Tc = Td / K， 其中K称为波特率因子（16，32，64）
传送速度、传送步骤、检纠错方式等问题作出统一规定。也 称通信控制规程。
ISO（Inter national Standard Organization）国际标准化组织。 OSI（Open System Interconnection）开放系统互连参考模型。
面向字符（character Oriented）