第六章 串行通信
第六章微型计算机接口技术及应用PPT课件
文终/组终，当正文很长，分n帧传送时，前n1帧用ETB，最后1帧用ETX BCC：块校验 （从SOH到ETX/ETB），纵横奇偶校验或 CRC校验
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2.面向字符的同步通信数据格式 （续）
③数据透明
➢数据透明
通信协议所具有的区分数据流中出现的特定字符编
制
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6.1 串行传送的基本概念
本节内容
1 串行传送的特点 2 串行数据传送方向 3 信号的调制和解调 4 信息的检错与纠错 5 波特率与收/发时钟 6 串行通信的基本方式
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1. 串行传送的特点
串行传送: 在1根信号线上分时传送多位信息
调制解调器的种类:
振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)
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FSK: 频率f1
S1
频率f0
数字 信号
1
S0 6
+ 输出
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4.信息的检错与纠错
基本通信规程: 奇偶校验、方阵码检错 反馈重发
高级通信规程: 循环冗余码(CRC)检错 自动纠错
的字符；每帧内部的每一位都是同步的； 即：
字符间及字符内各位间都是同步的；对时钟要求
严格，收发双方用同一时钟
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6.2串行通信的数据格式
本节内容
1 起止式异步通信数据格式 2 面向字符的同步通信数据格式 3 面向比特的同步通信数据格式
串行通信PPT课件
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。
第6章 通信类外设及其应用开发
三、 SCI操作控制
2. SCI接收操作
①令RXENA=1，允许接收器接收数据。 ②接收器检测到起始位（连续4 个以上 SCICLK 低电平），将数 据位、地址位、奇偶校验位依次移入RXSHF。 ③一帧接收完毕，将其传送到SCIRXBUF，并置位RXRDY标志。 ④读取SCIRXBUF数据后，RXRDY标志自动消除。 ⑤接收器继续接收下一帧数据。 ⑥若第二帧数据尚未接收完毕， RXENA=0 ，则将其接收完毕后 再停止，但RXSHF中数据不传送到SCIRXBUF。
8. SCI FIFO控制寄存器SCIFFCT
位
名称
说明
动作
15
14
ABD
ABD CLR
自动波特率检测标志
ABD标志清除位
0－未完成检测； 1－完成检测
0－无影响； 1－清除ABD标志
13
7:0
CDC
FFTXDLYL[4:0]
自动波特率检测允许
发送FIFO发送数据时每个 数据之间的延时（以波特率 时钟为单位）
①使TXENA=1，允许发送器发送数据。 ②CPU将数据写入SCITXBUF，TXEMPTY为0。同时TXRDY=0。 ③数据从SCITXBUF加载到TXSHF，TXRDY高。 TXSHF中的数据逐一由引脚SCITXD上发送出去。 ④TXRDY变高后，CPU再将下一帧数据写入SCITXBUF。 ⑤第一帧数据发送完毕，第二帧传送到TXSHF，并开始发送。 ⑥当TXENA=0，将当前数据帧发送完毕后再停止。
0
无延时的 上升沿
1
有延时的 上升沿
0
无延时的 下降沿
第六章
通信类外设及其 应用开发
《DSP开发
6.1 串行通信（SCI）模块
串行通信简介
串行通信简介一、并行通信与串行通信数据传输的两种方式为并行和串行。
并行通信传输中，一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，以字或字节为单位并行进行。
并行通信使用的通信线路多、成本高，另外由于线路长度增加时，干扰增加，数据也容易出错，所以并行方式不适宜远距离通信，工业上很少使用。
串行通信使用一条数据线，将数据一位接一位地按顺序依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度，只需要较少的通信线路就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信，工业上广泛使用。
二、同步通信与异步通信串行通信一般又分为同步通信和异步通信。
同步通信收发设备需要使用一根同步时钟信号线，在时钟信号的驱动下双方进行协调，同步数据。
例如，通信中双方通常会统一规定在时钟信号的上升沿（或下降沿）对数据线进行采样。
异步通信则不需要同步时钟信号，而是采用字符同步的方式，字符帧格式如图12-59所示。
图12-59 异步通信的字符帧格式发送的字符由1个低电平起始位、7或8个传送信息数据位、1个奇偶校验位（可以没有）、1或2个停止位组成。
通信双方需要对采用的字符帧格式和数据的传输速率做相同的约定。
异步通信传送的附加位（非有效传送信息）较多，传输效率低，但随着通信速率的提高，可以满足控制系统通信的要求。
S7-1200 PLC采用异步通信方式。
提示：串行通信中，波特率指的是数据传输速率，即每秒传送的二进制位数，其符号为bit/s或bps。
三、单工、半双工与全双工通信单工通信只支持数据在一个方向上传输，不能实现双向通信，例如电视、广播。
半双工通信允许数据在两个方向上传输，但同一时刻只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信。
在同一时间只可以有一方接收或发送信息，可以实现双向通信，如对讲机。
全双工通信允许数据同时在两个方向上传输，因此全双工通信是两个单工通信方式的结合。
在同一时间可以同时接收和发送信息，实现双向通信，如电话通信。
串行通信课件
七■小结
本节课我们学习了串行通信的基本概念，包括： ▼串行通信的概念：即借助于1根传输线将数据1位1位地进行传输； ▼串行通信的特点：传输速度慢，节省传输线； ▼串行通信的数据传送方式：单工、半双工和全双工； ▼串行通信的基本方式：同步通信和异步通信； ▼异步通信的数据格式：1位低电平的起始位+5〜8位的数据位+校验位（可 选）+1~2位的高电平的停止位； ▼数据传输率：波特率。
并行通信的特点: ▼传输速度快，效率高； ▼需要的数据线多，所以传输成本高。
串行通信的特点: ▼传送速度较慢； ▼仅需要1根传输线，所以节省传输线。
二■串行通信的数据传送方式
按照数据在传输线上的传输方向，串行通信可分为：单工通信、半双工 通信和全双工通信。
半双工通信
三■串行通信基本方式
▼根据数据的分界及同步的方法不同，串行通信基本方式分为两种： 同步通信和异步通信。 ▼同步通信是以同步字符开始、以CRC校验字符结束的数据块为信息 单位，而每个数据块的长度根据需要而定，因此同步通信要求收发 双 方的时钟严格同步。 ▼异步通信是以起始位开始、以停止位结束的字符为信息单位，所以 收发双方的时钟不要求严格同步，只要在一个字符内收发双方的时钟 同步即可。
单片机的串行口 -串行通信
杨凌霄教授河南理工大学
一■串行通信及特点
▼通信是单片机与外界的信息传输。按每次传输的二进制数位数通信分为： 并行通信和串行通信。 ▼并行通信是将多位数据在多条并行传输线上同时传输；而串行通信则是通 过一根数据线，将数据一位一位地顺序传输；2种方式都需共地。
一■串行通信及特点
低位
校验位
位
空闲位
1---1
起始位
0 0/1
串行通信
+5V
双向需4条线
TTL 电平
SN75175
SN75174
RS-422A输出驱动器为双端平衡驱动器。如果其中一条 线为逻辑“1”状态，另一条线就为逻辑“0”，比采用单端不 平衡驱动对电压的放大倍数大一倍。差分电路能从地线干扰 中拾取有效信号，差分接收器可以分辨200mV以上电位差。 若传输过程中混入了干扰和噪声，由于差分放大器的作用， 可使干扰和噪声相互抵消。因此可以避免或大大减弱地线干 扰和电磁干扰的影响。RS-422A传输速率（90Kbps）时， 传输距离可达1200米。
RS-485等。
串行通信接口标准
一、RS-232C接口
RS-232C是EIA（美国电子工业协会）1969年修订RS232C标准。RS-232C定义了数据终端设备（DTE）与数据 通信设备（DCE）之间的物理接口标准。
1、机械特性
RS-232C接口规定使用25针连接器，连接器的尺寸及每个 插针的排列位置都有明确的定义。（阳头）
RS-485 2线 差分 半双工 1.2KM@9600bps
信号定义
DataA, DataB, GND
接线成本 连接设备数 抗干扰能力 故障诊断
低 (3 线) 32台 强 难
常用接口标准电路
一、RS-232接口电路
C1 DSP UART C2 TXD
+ +
C1+ C1-
V+ VCC
+
C3 +3.3V C5
1 13 1 5
14
25
6
9
2、功能特性
3、过程特性
过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正 确地接收和发送数据 。
TXD 计 算 机 RXD RTS DSR
串行通信课件
串行通信的基本概念
单片机教学做合一
一、异步通信与同步通信
1、异步通信
异步通信是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。
单片机教学做合一
接 收 设10100100 1 备
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
单片机教学做合一
发送
接收
单工
发送 时间1 接收 接收 时间2 发送
半双工
发送
接收
接收
发送
全双工
单片机教学做合一
三、信号的调制与解调
利用调制器（Modulator）把数字信号转换成模 拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器（ Demodulator）把从通信线路上收到的模拟信号转 换成数字信号。由于通信是双向的，调制器和解 调器合并在一个装置中，这就是调制解调器 MODEM。
3、抗干扰能力差 RS-232C在电平转换时采用单端输入输出，在传输过程中
当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信噪比，RS-232C 总线标准不得不采用比较大的电压摆幅。
二、RS-422A接口
SN75174
单片机教学做合一
+5V SN75175
TTL 电平
+5V
双向需4条线
TTL 电平
SN75175
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 。
单片机教学做合一
2 80C51串行口的控制寄存器
SCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定 串行口的工作方式、接收/发送控制以及设 置状态标志：
单片机中级教程第六章串行通信
§6-1 串行通信概述
一、异步通信和同步通信
串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。
1、异步通信
异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。
异步通信数据传送按帧传输，一帧数据包含 起始位、数据位、校验位和停止位。
异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简 单、灵活，适用于数据的随机发送/接收，但因 每个字节都要建立一次同步，即每个字符都要 额外附加两位，所以工作速度较低，在单片机 中主要采用异步通信方式。
二、串行通信波特率
波特率bps(bit per second)定义: 每秒传输数据的位数，即：
1波特 = 1位/秒（1bps） 波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特 率，否则无法成功地完成串行数据通信。
三、串行通信的制式
串行通信按照数据传送方向可分为三种制 式：
;发送
;等待一帧数据发送完毕
;清发送中断标志
;指向下一字节单元
;判16个数据发完否?未完继续
;
乙机接收子程序：
RXDB: MOV TMOD,#20H
RDSB:
MOV MOV CLR SETB MOV MOV CLR MOV MOV SETB JNB CLR MOV MOV INC DJNZ RET
T1初值 =
256
-
20 32
×11120×591220000
= 232 = E8H
甲机发送子程序：
TXDA: MOV TMOD,#20H
TRSA:
MOV MOV CLR SETB MOV MOV CLR MOV MOV MOV
TL1,#0E8H TH1,#0E8H ET1 TR1 SCON,#40H PCON,#00H ES R0,#40H R2,#16 A,@R0
串行通讯的概念ppt课件
目前，计算机中的并行针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。 现在有五种常见的并口：4位、8位、半8位、EPP和ECP，大多数PC机配有4位或8位的并口，许多利用Intel386芯片组的便携机配有EPP口，支持全部IEEE1284并口规格的计算机配有ECP并口。 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）。
RS-232C的接口信号 ---TxD RxD
（2）数据发送与接收线： 发送数据(Transmitted data-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。 接收数据(Received data-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。 （3）地线 有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线，无方向。
RS-232C的接口信号 RTS CTS
请求发送(Request to send-RTS)——用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。 允许发送（Clear to send-CTS）——用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。 这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。
(完整版)第六章80C51的串行口习题及答案
第六章80C51的串行口习题及答案1、80C51单片机串行口有几种工作方式？如何选择？简述其特点？答：80C51单片机串行口有4种工作方式。
各方式的特点：方式0:串行口为同步移位寄存器的输入输出方式。
主要用于扩展并行输入或输出口。
波特率固定为晶振频率的1/12。
方式1:为10位数据异步通信口。
波特率可变。
方式2或方式3:为11位数据的异步通信口。
方式2波特率固定，相对于固定的晶振频率只有两种波特率。
方式3波特率可变。
使用时，根据需要和各方式的特点配合选择。
2、串行通信的接口标准有哪几种？答：串行通信接口标准有：1.RS_232C接口；2.RS_422A接口；3. RS_485接口。
3、在串行通信中，通信速率与传输距离之间的关系如何？答：在串行通信中，传输距离与传输速率的关系：当传输线使用每0.3m （约1ft）有50pF电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距离随传输速率的增加而减小。
5、利用单片机串行口扩展24个发光二极管和8个按键，要求画出电路图并编写程序，使24个发光二极管按照不同的顺序发光（发光的时间间隔为1s）o 答：实现电路图如下：扩展I/O 口时使用方式0,波特率固定，实现程序如下:BOOT:CLR EAMOV SCON,#10HCLR P1.0 ;关闭I0 扩展口CLR P1.1CLR P1.2CLR P1.3 ;对键盘扩展芯片165 使能MAIN: SETB P1.0 ;对第一个扩展IO 口芯片使能ACALL DISPLAYCLR P1.0SETB P1.1 ;第一个扩展IO 口顺序显示完毕，对第二个扩展IO 芯片使能ACALL DISPLAYCLR P1.1SETB P1.2ACALL DISPLAYCLR P1.2SJMP MAIN ;循环显示DISPLAY: MOV A,#00000001b ;从第一个开始MOV R4,#8 ;送显示长度LOOP:MOV SBUF, ACALL DELAY1SDJNZ R4, LOOPRETEND6、编制图6.30 的中断方式的数据接收程序。
第6章--串行接口及串行通信技术
第 n字 符 帧 8位 数 据
停 奇偶 止 校验 位
D7 0/1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1
空闲位 111
第 n＋ 1字 符 帧
起
始 位
8位 数 据
0 D0 D1 …
图6.3 异步通信帧格式
第9章 串行接口及串行通信技术
(1) 起始位：在没有数据传送时，通信线上处于逻 辑“1”状态,当信号变为0时表示起始位。
实际用户并不一定用到RS- 232C标准的全部信号 线，常常使用9针非标准连接器替代25针连接器，称 为DB-9。
第9章 串行接口及串行通信技术
方向 到DCE 到DTE 到DTE 到DTE
到DCE 到DCE 到DTE 到DTE 到DCE 到DCE
名称
第2路发送数据 发送时钟
第2路接收数据 接收时钟 未用
例：当约定为奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数 之和应为奇数；当约定为偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1” 的个数之和应为偶数。接收方与发送方的校验装置和方式应一致。接 收字符时，对“1”的个数进行校验，若二者不一致，则说明传输数据 过程中出现了差错。
第9章 串行接口及串行通信技术
同时传送的通信方法，如图6.1所示。 特点：传输控制简单、速度快。但距离长时传输线多，成本高。
2）串行通信 串行通信是指构成信息的二进制字符的各位数据一位一位顺序地
传送的通信方式，如图6.2所示。 特点：传输控制复杂、速度慢，但传输线少，成本低。
第9章 串行接口及串行通信技术
P0.7
微型 计算机 (89C51)
把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去。 2）解调器
串行通信的基本概念概要课件
• 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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第六章串行通信技术
总学时 6学时
教学目的：（1）了解通信的概念，熟悉串行通信和并行通信原理；
（2）掌握串行通信的标准；
（3）掌握80C51串行口的通信原理和通信方法；
教学重点：（1）串行通信的原理和数据帧格式；
（2）80C51串行口的通信方式设置及波特率设置方法；
教学难点：（1）串行通信协议
（2）80C51单片机间的通信和单片机与PC机的通信程序设计方法；教学手段：教授法
教学过程：
第六章串行通信技术
一、概述
1、通信：计算机与计算机之间，计算机与外设之间的数据交换称为通信。
2、并行通信：信息的各位数据被同时传送的通信方法称为并行通信。
并行通信依靠并行I/O接口实现。
在并行通信中，数据有多少位就需要多少条信号传输线，这种通信方式的速度快，但由于传输线数较多，成本高，仅适合近距离通信，通常传送距离小于30米。
3、串行通信：串行通信是指信息的各位数据被逐位顺序传输的通信方式。
这种通信方式较之并行通信而言，具有：传输距离长，可达数千公路；抗干扰能力强，串行通信信号间的相互干扰可以忽略不计；通信成本低；对于单片机来说，其所占用的引脚资源少等优点。
4、异步串行通信和同步串行通信：
串行通信中根据信息传送的格式分为：异步串行通信和同步串行通信。
同步串行通信：顾名思义，“同步通信”的通信双方必须先建立同步，即双方的收发时钟要调整到同一个频率。
在收发时钟频率相同的基础上，同步串行通信是按软件识别同步字符来实现数据的传送。
同步通信在数据开始处用一两个同步字符来指示发送的开始，由同一频率的时钟脉冲来实现发送和接收的同步。
在同步通信中，在发送时要插入同步字符，接收端在检测到同步字符后，就开始接收任意的串行数据，这就是说，“同步”是指发送和接收方应具有相同的频率，并不是指在某一时刻收发双方必须同时进行。
异步串行通信：异步通信是指发送和接收设备使用各自的时钟控制数据的传送的通信。
是以字符（或字节）为单位组成的字符帧进行数据传送的。
字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。
发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。
字符与字符之间的间隙（时间间隔）任意，但每个字符中的各位是以固定时间传送的，即字符之间是异步的（各帧之间不一定由“位间隔”的整数倍的关系），但同一字符内的各位是同步的（各位之间均为“位间隔的整数倍”）。
异步通信是一种利用字符的再同步技术的通信方式，为使收发双方协调，要求发送和接收设备的时钟频率尽可能的一致（误差在允许的范围内）。
5、字符帧格式。