串行数据通信的结构与功能

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AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍

AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍

AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍AT89S51单片机串行口的内部结构如下图所示。

它有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器),可同时发送、接收数据。

发送缓冲器只能写入不能读出,接收缓冲器只能读出不能写入,两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址(99H)。

串行口的控制寄存器共有两个:特殊功能寄存器SCON 和PCON。

下面介绍这两个特殊功能寄存器各位的功能。

1、串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON,字节地址988H,可位寻址,位地址为98H~9FH。

SCON的格式如下图所示。

下面介绍SCON中各位的功能。

(1) SM0、SMl:串行口4种工作方式选择位。

SM0、SM1两位的编码所对应的4种工作方式见下表。

表串行口的4种工作方式(2) SM2:多机通信控制位。

因为多机通信是在方式2和方式3下进行的,因此SM2位主要用于方式2或方式3中。

当串行口以方式2或方式3接收时,如果SM2=1,则只有当接收到的第9位数据(RB8)为1时,才使RI置l,产生中断请求,并将接收到的前8位数据送人SBUF;当接收到的第9位数据(RB8)为0时,则将接收到的前8位数据丢弃。

而当SM2=0时,则不论第9位数据是l还是0,都将前8位数据送入SBUF中,并使RI置1,产生中断请求。

在方式1时,如果SM2=1,则只有收到有效的停止位时才会激活RI。

在方式0时,SM2必须为0。

(3)REN:允许串行接收位。

由软件置1或清0。

REN=1,允许串行口接收数据。

REN=O,禁止串行口接收数据。

(4)TB8:发送的第9位数据。

在方式2和方式3时,TB8是要发送的第9位数据,其值由软件置l或清O。

在双机串行通信时,TB8一般作为奇偶校验位使用;在多机串行通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧,TB8=1为地址帧,TB8=0为数据帧。

(5) RB8:接收的第9位数据。

工作在方式2和方式3时,RB8存放接收到的第9位数据。

串行通信和并行通信区别

串行通信和并行通信区别

这里说的通信是指数字信号。

数字信号是8位二进制数,可以使用信号线传输,一种方案是使用一条数据线按照次序一个位一个位的传送,每传送完8位为一个字节,叫串行通信。

另一种方法是使用8条数据线分别传送8位,一次传送一个字节,叫并行通信。

实际传输有可能不是8位数据而是其它,但原理是相同的。

理论上并行速度比较快,但是串行口线间干扰小,稍远的距离速度不低于并行口。

串行通信和并行通信区别分类:IT知识2006.8.21 17:22 作者:goldenkelly | 评论:3 | 阅读:5948并行通信传输中有多个数据位,同时在两个设备之间传输。

发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备,还可附加一位数据校验位。

接收设备可同时接收到这些数据,不需要做任何变换就可直接使用。

并行方式主要用于近距离通信。

计算机内的总线结构就是并行通信的例子。

这种方法的优点是传输速度快,处理简单。

串行数据传输时,数据是一位一位地在通信线上传输的,先由具有几位总线的计算机内的发送设备,将几位并行数据经并--串转换硬件转换成串行方式,再逐位经传输线到达接收站的设备中,并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式,以供接收方使用。

串行数据传输的速度要比并行传输慢得多,但对于覆盖面极其广阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。

串行数据通信的方向性结构有三种,即单工、半双工和全双工。

并行通信是把一个字符的各数位用几条线同时进行传输,传输速度快,信息率高。

但它比串行通信所用的电缆多,故常用在传输距离较短(几米至几十米)、数据传输率较高的场合。

实现并行通信的接口就是并行接口。

并行接口可设计为只作为输入/输出接口,也可设计为既作为输入又作为输出的接口。

它可以用两种方法实现,一种是利用同一个接口中的两个通路,一个作输入通路,一个作输出通路;另一种使用同一个双向通路,既作为输入又作为输出。

连接设备接口有PS/2,PATA,LPT等串行通信是指数据一位一位地依次传输,每一位数据占据一个固定的时间长度。

微机第6章并行通信和串行通信

微机第6章并行通信和串行通信
(2)同步传送:5~8位/字符,内部或外部同步可 自动插人同步字符
(3)异步传送:5~8位/字符,时钟速率为通信波 特率的1、16或64倍
(4)可自动产生、检测和处理终止字符, 可产生1、1.5或2位的停止位
(5)波特率在同步方式时为0~64Kbps, 异步方式时为0~19.2Kbps
(6)全双工、双缓冲器发送器和接收器
3. 信号传输方式(续)
常用的调制方式有三种: 调幅、调频和调相,分别如下图所示。
4. 调制解调器
• 调制(Modulating)
– 把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号
• 解调(Demodulating)
– 将电话线路的模拟信号转换为数字信号
• 调制解调器MODEM
– 具有调制和解调功能的器件合制在一个装置
与并行相比串行通信的特点
将数据分解成二进制位用一条信号线, 既传送数据信息,又传送控制信息
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
6.4 可编程并行通信接口芯片8255A
3.端口C的使用较特殊,除工作在方式0作为数据端 口之外,当工作在方式1和方式2时,它的大部分 引脚被用作联络信号,端口C还可以进行按位置位 /复位操作
二.8255A的编程结构
8255A由以下几部分组成:见图 1.三个数据端口A,B,C 这三个端口均可看作是I/O 口,但它们的结构和功能也 稍有不同。 A口:是一个独立的8位I/O 口,它的内部有对数据
字符速率与波特率两者关系
字符速率:每秒钟传输的字符数。 波特率:指单位时间内传送二进制数据的 位数。单位为:b/s

串行通信

串行通信

3、串行通信工作方式 、
单工 A 发 A 发 收 B 收 广播电台 收音机
半双工
B 收 发
对讲机
全双工
A 发 收
B 收 发
电话机
4、波特率 、
波特率是指每秒钟传送信号的数量,单位为波特(Baud)。 波特率是指每秒钟传送信号的数量,单位为波特(Baud) 是指每秒钟传送信号的数量 波特 例:异步串行通信的数据传送的速率是120字符/秒,而每个字符规 异步串行通信的数据传送的速率是120字符/ 120字符 定包含10位( 1个起始位、8个数据位、1个停止位)数字,则传输 定包含10位 个起始位、 个数据位、 个停止位)数字, 10 波特率为: 波特率为: 120字符/秒× 10位/字符=1200位/秒= 1200bps 10位 字符=1200 =1200位 120字符/ 字符
(P3.1)
去申请中断
1、SBUF:串行发送 / 接收数据缓冲器 99H 、 : 发送 接收 2、SCON:串行口控制寄存器 、 :
SM0 SM1 SM2 REN TB8
98H
RB8 TI RI
3、PCON:特殊功能寄存器 :
SMOD
87H
4、IE:中断允许寄存器 、 :
EA ES
A8H
ET1 EX1 ET0 EX0
如何发送和接收数据 可中断、 可中断、可查询
MCS-51串行口的结构如下图所示: SBUF (发) A 累 加 器 波 特 率 发 生 器
T1
(门)移位寄存器 门 移位寄存器 发送控制器 TI
引脚 TxD
(P3.1)
CPU CPU 内 部
≥1
接收控制器 RI SBUF (收) 引脚 移位寄存器 RxD

微机原理第八章 串行通信及串行接口

微机原理第八章 串行通信及串行接口

1. 可编程串行接口典型结构
✓状态寄存器
✓控制寄存器
✓数据输入寄存器--串行输入/并行 输出移位寄存器
✓数据输出寄存器--并行输入/串行 输出移位寄存器
2. 串行通信基本概念
在串行通信时,数据和联络信号使用同一条信号线 来传送,所以收发双方必须考虑解决如下问题: ❖ 波特率---双方约定以何种速率进行数据的发送和接收 ❖ 帧格式---双方约定采用何种数据格式 ❖ 帧同步---接收方如何得知一批数据的开始和结束 ❖ 位同步--- -接收方如何从位流中正确地采样到位数据 ❖ 数据校验--- -接收方如何判断收到数据的正确性 ❖差错处理---收发出错时如何处理 收发双方必须遵守一些共同的通信协议才能解决上述问题。
串行通信适于长距离、中低速通信
并行通信
将数据的各位同时在多根并行传输线上进行传输。
D0 0
D1 1
D2 0

D3 1
D4 D5
0 1
D6 1
D7 0
D0 D1 D2 D3 目 D4 的 D5 D6 D7
数据的各位同时由源到达目的地 → 快 多根数据线 → 短距离(远程费用高)
并行通信适于短距离、高速通信
工作方式下。
(8)错误检测 • 传输错误 • 覆盖错误
二、 接口与系统的连接
从结构上,可把接口分为两个部分,其中和 外设相连的接口结构与具体外设的传输要求及数 据格式相关,因此,各接口的该部分互不相同; 而与系统总线相连的部分,各接口结构类似,一 般都包括:
1. 总线收发器和相应的逻辑电路
2. 联络信号逻辑电路
接收端需要一个时钟来测定每一位的
时间长度。
波特率/位传输率---每秒传输的离散信号 的数目/每秒传输的位数。 波特率因子---

第十二讲 串行通信

第十二讲 串行通信

位地址
功能
9FH
9EH
9DH
多机通 信控制
9CH
接收 允许
9BH
发送 第9位
9AH
接收 第9位
99H
发送 中断
98H
接收 中断
工作方式 选择
① SM0、SM1:串行口工作方式控制位,两位对应四种工作方式
SM0 SM1 0 0 0 1 1 0 1 1 工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3 功能 8位同步移位寄存器 10位UART 11位UART 11位UART 波特率 fosc/12 可变 fosc/64或fosc/32 可变
11.1.5
串行通信的校验
异步通讯时可能会出现帧格式错、超时错等传输错误。差 错校验是保证准确无误通信的关键。
1、奇偶校验 发送数据时,数据位尾随的1位数据为奇偶校验位(1、0)。当 设置为奇校验时,数据中1的个数与校验位1的个数之和应为奇数;
当设置为偶校验时,数据中1的个数与校验位中的1的个数之和应 为偶数。
第十一章 串行接口与应用
11.1 串行通信的基本知识
11.2
MCS-51单片机串行口的结构与
工作方式
11.3
主从式多机通信
11.1 串行通信的基本知识
11.1.1 数据通信的基本概念
1、数据通信 计算机与计算机之间或计算机与其外界的数据传送 通信介质: 电话线、微波中继站、卫星链路和物理电缆 2、通信方式 (1)并行通信 ( 速度快、造价高) (2)串行通信(速度慢、造价低、应用广泛) (3)USB通信()
数据接收
接收数据时,SCON的REN=1。串行口 采样RXD端,当采样到从1向0的状态跳变时, 就认定是接收到起始位。随后在移位脉冲 的控制下,把接收到的数据位移入接收寄存 器中。直到停止位到来之后把停止位送入 RB8中,并置位中断标志位RI,通知CPU从 SBUF取走接收到的一个字符。

第7章 串行通信

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。

串行通信接口详细

串行通信接口详细

数据的发送和接收分别由两根可以在两个不同的站点同
时发送和接收的传输线进行传送,通信双方都能在同一时刻
进行发送和接收操作,选择的传送方式称为全双工制。
A站
B站
发送器
接收器
接收器
特点:①每一端都有发送器和接收器 ②有二条传送线
应用:交互式应用,远程监测控制
发送器
(三)信号的调制和解调(远程通讯)
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。
4 5 6 20
2.远距离连接(>15m)
4 5 6 20
1)需用MODEM和专用电话线
2)需用2~9条信号线(在接口与MODEM之间)
计 算 机
接 口
2
TXD RXD RTS

┇ CTS DSR
制 解
SG 调
DCD 器


专用电话线
解 调

TXD
RXD 2
RTS

CTS DSR ┇
SG

DCD
采用MODEM时RS-232信号线的使用
RS-485标准只对接口的电气特性做出规定(只规 定了平衡驱动器和接收器的电特性),而不涉及 接插件、电缆或协议,在此基础上用户可以建立 自己的高层通信协议。
RS-485需要2个终接电阻,其阻值要求等于传输 电缆的特性阻抗。终接电阻接在传输总线的两端。 (大多数双绞线特性阻抗大约在100Ω至120Ω之 间)
3.RS-232C接口信号的定义。见书134表5.2 。 25线:数据线4条(2,3,14,16) 控制线11条(4,5,6,8,12,13,19,20,22,23) 定时信号线3条(15,17,24) 地线2条(1,7) 备用5条(9,10,11,18,25) 未定义

第10章串行通信的工作原理与应用

第10章串行通信的工作原理与应用

10.2.1 方式0
1.方式0输出 方式0的发送时序见图10-5。
图10-5 方式0发送时序
10.2.1 方式0
1.方式0输出
(2)方式0输出的应用案例 典型应用是串口外接串行输入/并行输出的同步移位寄 存器74LS164,实现并行端口的扩展。 图10-6为串口方式0,通过74LS164输出控制8个外接 LED发光二极管亮灭的接口电路。当串口设置在方式0输出 时,串行数据由RXD端(P3.0)送出,移位脉冲由TXD端 (P3.1)送出。在移位脉冲的作用下,串行口发送缓冲器的 数据逐位地从RXD端串行地移入74LS164中。
10.1.5 特殊功能寄存器PCON
例如,方式1的波特率计算公式为
当SMOD=1时,比SMOD=0时波特率加倍,所以也称 SMOD位为波特率倍增位。
10.1 串行口结构
10.2 串行口的4种工作方式
CONTENTS

10.3 波特率的制定方法

10.4 串行口应用设计案例
10.2.1 方式0
方式0为同步移位寄存器输入/输出方式。该方式并不用 于两个AT89S51单片机间的异步串行通信,而是用于外接移 位寄存器,用来扩展并行I/O口。
if(nSendByte==0)
nSendByte=1;
//点亮数据是否左移8次?是,重新送点亮数据
SBUF=nSendByte; }
// 向74LS164串行发送点亮数据
TI=0;
RI=0;
}
10.2.1 方式0
1.方式0输出
程序说明:
01 程序中定义了全局变量nSendByte,以便在中断服务程
第10章
串行口的工作原理及应用
单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)

串行通信

串行通信

20
2功率控制寄存器PCON
单片机的串行通信及仿真
PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关 :
SMOD(PCON.7) 波特率倍增位。在串行口方式1、方式2、方式3时, 波特率与SMOD有关,当SMOD=1时,波特率提高一倍。复位时, SMOD=0。
21
串行口的工作方式
一、方式0
单片机的串行通信及仿真
方式0时,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。数据由RXD(P3.0)引脚输入或输出,同步移位 脉冲由TXD(P3.1)引脚输出。发送和接收均为8位数据,低位在先, 高位在后。波特率固定为fosc/12。 1、方式0输出
写入SBUF RXD(数据) TXD(移位脉冲) TI(中断标志)
TH1 TL1 1
控制门 发送控制器
÷16
TI
去串口中断
≥1
A
T1溢出率
÷2
0 SMOD
接收控制器 移位寄存器
RI
RXD SBUF
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。
RXD 位采样脉冲 RI(中断标志) 起始
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
停止位
25
方式2和方式3
单片机的串行通信及仿真
方式2或方式3时为11位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚,RXD为 数据接பைடு நூலகம்引脚

串行通信

串行通信
作场所多处于强电/户外等复杂环境,并且通信各方间距离一般较长,因此易受干扰。串行通信, 波特率一定时,数据位的传输时间相对较短,由于串行通信的数据位采样/获取特点,位信息受干扰,整个字节数 据就是错误信息。
现实中,容易带入串行通信干扰的因素包括:
(1)环境电磁干扰在串行通信工作设备附近,无可避免的存在强电设备、功率发射台等。这些设备发射/感 应的强电磁场感应区内,环境电磁干扰强。串行通信设备工作在这种环境下,由于噪声(干扰)在信号电平上的叠 加,引发了通信双方数据错误。
特点
特点
数据在单条一位宽的传输线上,一比特接一比特地按顺序传送的方式称为串行通信。在并行通信中,一个字 节(8位)数据是在8条并行传输线上同时由源传到目的地;而在串行通信方式中,数据是在单条1位宽的传输线 上一位接一位地顺序传送。这样一个字节的数据要分8次由低位到高位按顺序一位位地传送。由此可见,串行通信 的特点如下:
简介
简介
串行通信技术,是指通信双方按位进行,遵守时序的一种通信方式。串行通信中,将数据按位依次传输,每 位数据占据固定的时间长度,即可使用少数几条通信线路就可以完成系统间交换信息,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。串行通信多用于系统间通信(多主控制系统)、设备间(主控设备与附属 设备)、器件间(主控CPU与功能芯片)之间数据的串行传送,实现数据的传输与共享。
串行总线通信过程的显著特点是:通信线路少,布线简便易行,施工方便,结构灵活,系统间协商协议,自 由度及灵活度较高,因此在电子电路设计、信息传递等诸多方面的应用越来越多。
串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。使用一条数据线,将数 据一位一位地依次传输,每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线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。

UART简介

UART简介

UART通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),通常称作UART,是一种异步收发传输器,是电脑硬件的一部分。

将资料由串行通信与并行通信间作传输转换,作为并行输入成为串行输出的芯片,通常集成与其他通讯接口的连结上UART传输结构定义:UART是一种通用串行数据总线,用于异步通信。

该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。

在嵌入式设计中,UART用来主机与辅助设备通信,如汽车音响与外接AP之间的通信,与PC机通信包括与监控调试器和其它器件,如EEPROM通信。

功能:计算机内部采用并行数据,不能直接把数据发到Modem,必须经过UART整理才能进行异步传输,其过程为:CPU先把准备写入串行设备的数据放到UART的寄存器(临时内存块)中,再通过FIFO(First Input First Output,先入先出队列)传送到串行设备,若是没有FIFO,信息将变得杂乱无章,不可能传送到Modem。

它是用于控制计算机与串行设备的芯片。

有一点要注意的是,它提供了RS-232C数据终端设备接口,这样计算机就可以和调制解调器或其它使用RS-232C接口的串行设备通信了。

作为接口的一部分,UART还提供以下功能:将由计算机内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流。

将计算机外部来的串行数据转换为字节,供计算机内部并行数据的器件使用。

在输出的串行数据流中加入奇偶校验位,并对从外部接收的数据流进行奇偶校验。

在输出数据流中加入启停标记,并从接收数据流中删除启停标记。

处理由键盘或鼠标发出的中断信号(键盘和鼠标也是串行设备)。

可以处理计算机与外部串行设备的同步管理问题。

有一些比较高档的UART还提供输入输出数据的缓冲区,比较新的UART是16550,它可以在计算机需要处理数据前在其缓冲区内存储16字节数据,而通常的UART是8250。

如果您购买一个内置的调制解调器,此调制解调器内部通常就会有16550 UART。

uart硬件结构

uart硬件结构

uart硬件结构UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是一种用于串行通信的硬件设备,常用于数字通信和数据传输。

UART硬件结构由发送器和接收器组成,它们分别负责串行数据的发送和接收。

UART发送器的主要功能是将并行数据转换为连续的串行数据,并将其发送到通信线路上。

发送器包含三个主要组件:发送缓冲器、波特率发生器和控制逻辑。

发送缓冲器用于存储待发送的数据。

波特率发生器用于生成时钟信号,控制发送数据的速率。

控制逻辑控制发送缓冲器和波特率发生器的操作,并与接收器进行协调。

UART接收器的主要功能是将串行数据转换为并行数据,并将其传输到主机系统中。

接收器包含三个主要组件:接收缓冲器、波特率发生器和控制逻辑。

接收缓冲器用于存储接收到的数据。

波特率发生器用于生成时钟信号,控制接收数据的速率。

控制逻辑控制接收缓冲器和波特率发生器的操作,并与发送器进行协调。

UART的串行通信是通过发送和接收数据位之间的时间间隔来实现的。

通常情况下,UART使用异步通信协议,也就是发送和接收数据没有时钟信号进行同步。

因此,发送端和接收端需要预先约定好波特率,以确保数据的传输速率一致。

UART还可以通过各种配置参数来适应不同的应用需求。

常见的配置参数包括数据位长度、校验位设置、停止位长度等。

数据位长度指定了每个数据字节的位数,通常为8位。

校验位设置用于数据的完整性校验,在发送端计算校验位,并在接收端进行验证。

停止位长度指定了数据字节之间的停止位的长度,常见的停止位长度为1位或2位。

UART的硬件结构可以采用不同的物理层接口,如RS-232、RS-485等。

RS-232是一种常用的串行通信标准,被广泛应用于个人计算机和外部设备之间的通信。

RS-485则是一种用于多点通信的串行通信标准,适用于需要多个设备之间进行通信的场合。

总之,UART硬件结构是由发送器和接收器组成的,它们分别负责串行数据的发送和接收。

12_串行通信

12_串行通信

1.2 串行通信的数据传送方式

尽管许多串行通信接口电路具有全双工功能,但在实际应 用中,大多数情况下只工作于半双工方式,即两个工作站 通常并不同时收发。这种用法并无害处,虽然没有充分发 挥效率,但简单、实用。
数据线 数据线 发送端 地线 (a) 单工方式 数据线 1 数据线 2 地线 (c) 全双工方式 接收端 发送端 地线 (b) 半双工方式 发送端
1.1 串行通信的基本方式
(1) 字符帧(Character Frame) 在串行通信中,发送端一帧一帧发送信息,接收端一帧一帧 接收信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位,也可以有若干 空闲位,这由用户根据需要决定。
起始位 0 D
0
奇偶 停止位 校验 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D 7 0/1 1 (a) 无空闲位字符帧
1.1 串行通信的基本方式
(2) 波特率(baud rate) 每位的传输时间定义为波特率的倒数。例如:波特率为1200 bit/s的通信系统,其每位的传输时间应为:
Td

1 0.833(ms) 1200
波特率还和信道的频带有关。波特率越高,信道频带越宽。 因此,波特率也是衡量通道频宽的重要指标,通常,异步通 信的波特率在50bit/s~9600bit/s之间。波特率不同于发送 时钟和接收时钟,它通常是时钟频率的1/16或1/64。
1.1 串行通信的基本方式
2. 同步通信(Synchronous Communication) 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式,一次通信只 传送一帧信息。这里的信息帧和异步通信中的字符帧不同, 通常有若干个数据字符,如下图所示。 同步字符帧由同步字符、数据字符和校验字符三部分组成。 其中,同步字符位于帧结构开头,用于确认数据字符的开始 (接收端不断对传输线采样,并把采到的字符和双方约定的 同步字符比较,只有比较成功后才会把后面接收到的字符加 以存储);数据字符在同步字符之后,个数不受限制,由所 需传输的数据块长度决定;校验字符有1~2个,位于帧结构 末尾,用于接收端对接收到的数据字符的正确性的校验。

单片机串行数据通信

单片机串行数据通信

第n 字符帧 … D7 1 0 起 始 位 D0 D1 D2 D3 D4 8 位数据 D5 D6 D7 1 停 止 位 0
第n +1 字符帧 D0 D1 …
10位的帧格式
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2.方式1
串行口工作于模式 1 时, 为波特率可变的 8 位异步通信接 口。数据位由 P3.0 (RXD)端接收, 由P3.1(TXD)端发送。 传送 一帧信息为 10 位: 一位起始位(0), 8 位数据位(低位在前) 和一位停止位(1)。波特率是可变的, 它取决于定时器 T1 的 溢出速率及SMOD的状态。 (1)方式1 发送过程。 用软件清除 TI后, CPU执行任何一 条以 SBUF为目标寄存器的指令, 就启动发送过程。数据由
11位的帧格式
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方式3
方式3为波特率可变的11位UART通信方式,除了波 特率以外,方式3和方式2完全相同。
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方式2 和方式3
串行口工作于方式2 和方式3 时, 被定义为 9 位异步通信 接口。 它们的每帧数据结构是 11 位的: 最低位是起始位 (0), 其后是 8 位数据位(低位在先), 第 10 位是用户定义
(2)方式2和方式3接收过程。 与方式1类似,方式2和方式3接收过程始于在 RXD端检测
到负跳变时,为此, CPU以波特率 16倍的采样速率对 RXD端不
断采样。一检测到负跳变, 16分频计数器就立刻复位, 同时把
1FFH写入输入移位寄存器。计数器的16个状态把一位时间等 分成16份, 在每一位的第7、8、9个状态时, 位检测器对 RXD 端的值采样。如果所接收到的起始位无效(为1),则复位接 收电路, 等待另一个负跳变的到来。 若起始位有效(为 0) 则起始位移入移位寄存器, 并开始接收这一帧的其余位。 当 起始位 0 移到最左面时, 通知接收控制器进行最后一次移位。 把 8 位数据装入接收缓冲器 SBUF, 第 9 位数据装入SCON中

第4章 MCS-51单片机中断、定时系统及串行数据通信

第4章 MCS-51单片机中断、定时系统及串行数据通信

表4-2 中断源入口地址表 中断源 外部中断0 中断服务程序入口地址 0003H
定时器/计数器T0 外部中断1 定时器/计数器T1 串行口中断
000BH 0013H 001BH 0023H
单片机的两个相邻中断源中断服务程序入口地址 相距只有8个单元,一般中断服务程序容纳不下,因此 在该中断的入口地址处放一条长跳转指令LJMP,这 样就可以转到64KB的任何可用区域了。在2KB范围内 转移可用短跳转AJMP指令。
表4-1 同级中断源优先级排列顺序
中断源
外部中断0(IE0) 定时器/计数器T0中断(TF0) 外部中断1(IE1) 定时器/计数器T1中断(TF1)
同级内的优先级
最低级
串行口中断(RI+TI)
最高级
当单片机系统复位后,IE中各位均被清0,所有 中断源禁止;IP中各位均被清0,5个中断源均为低优 先级。
SET SET
SET
ET0 ET1
EA
;定时器/计数器0允许中断 ;定时器/计数器1允许中断
;CPU开中断
用字节操作指令 MOV IE,#8AH 或 MOV A8H,#8AH
(2)中断优先级控制寄存器(IP) MCS-51单片机系统的中断源有两个优先级,每 个中断源均可由中断优先级寄存器IP来设置优先级别。 IP的字节地址为0B8H,位地址为0B8H~0BFH。与 中断有关的控制位如下: 位地址 0BFH 0BEH 0BDH 0BCH 0BBH 0BAH 0B9H 0B8H
TMOD是定时器的工作方式寄存器,TCON是控制 寄存器,用于对T0和T1的管理和控制。
2.定时器/计数器的结构的工作原理 16位定时器/计数器的核心是一个加1计数器,如图 4-4所示。
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反 饋
串行数据通信的结构与功能
测验
回答如下问题:
1. 串行数据通信的其中一个作用是:
A. 通过记录车辆活动对驾驶员进行暗中监视。

B. 只允许信息沿一个方向流动。

C. X 通过数据共享,减少各ECU之间的导线数量。

D. 在车辆上使用更多的导线。

2. 多路控制系统被用于:
A. X 在车身ECU之间共享数据。

B. 在动力传动系ECU之间共享数据。

C. 在车辆上设置更多的导线。

D. 为车辆提供娱乐。

3. 控制器局域网(CAN)被用于:
A. 在车身ECU之间共享数据。

B. 在动力传动系ECU之间共享数据。

C. X 车身ECU与动力传动系ECU之间共享数据。

D. 为车辆提供娱乐。

4. K线路用于在下列部件之间进行数据传送:
A. 在各车身ECU之间。

B. 在动力传动系ECU与车身ECU之间。

C. X 借助DLC,在车辆的ECU与车外诊断工具之间。

D. 在各娱乐ECU之间。

5. 网关有什么功能?
A. 网关只处理一种形式的数据或一种数据传输速度。

B. X 网关将采用某种数据传输速度或数据格式的数据“转换”为另一种。

C. 网关从一个地块跨越到另一个地块。

D. 在联网的车辆上,网关没有任何作用。

6. 失去通信:
A. 将不会设定诊断故障代码。

B. X 如果串行数据回路发生断路,则可能发生。

C. 不会发生在车辆上。

D. 诊断过程中,不应在扫描工具上查看DTC。

7. 各ECU之间的数据共享利用的是:
A. 模拟信号。

B. X 数字信号。

C. 烟雾信号。

D. 可变模拟信号。

8. CAN系统中的各ECU:
A. 始终利用通信回路中提供的所有数据。

B. X 只使用它们操纵系统所必需的数据。

C. 不使用通信回路中所共享的任何数据。

D. 不提供任何功能。

9. B-CAN使用:
A. 单向双线通信线路。

B. 单向单导线通信线路。

C. 双向双导线通信线路。

D. X 双向单导线通信线路。

10. 下面的哪一种ECU构成为B-CAN与F-CAN之间的网关?
A. 空调控制装置
B. X 仪表控制模块
C. MICU
D. ECM/PCM。

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