第6章80C51单片机串行口
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DTE→DCE DTE←DCE DTE→DCE DTE←DCE DTE←DCE
信号接地
载波检测
DTE←DCE
DTE就绪(数据终端准备就绪) DTE→DCE
振铃指示
DTE←DCE
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电气特性
RS-232C采用负逻辑电平,规定(-3~-25V)为逻辑“1”, (+3~+25V)为逻辑“0”。-3V~+3V是未定义的过渡区。 试比较:
0 1 1
0 1 T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
特点:传送控制简单、速度快,但传输线较多,成本高。
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2
串行通信
发送 设备
0 D7 1 D6 1 D5 0 D4 1 D3 1 D2 0 D1 1 D0
TXD
接收 设备
D2(1)
D1 0 D0 1
RXD
时钟
数据线
10 1 10 110 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
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6
接口内部硬件连接图
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7
通讯时序图
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8
串行通信的传输方向
单工
发送
接收
半双工 发送 时间1 接收
接收
时间2
发送
全双工
发送 接收
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接收
80C51有1个全双工串行口
发 送
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信号的调制与解调
RS-232C
音频模拟信号
RS-232C
电话网
插针序号
1 2(3) 3(2) 4(7) 5(8) 6(6) 7(5) 8(1) 20(4) 22(9)
信号名称 PGND TXD RXD RTS CTS DSR SGND DCD DTR RI
功能
信号方向
保护接地
发送数据(串行输出) 接收数据(串行输入) 请求发送 允许发送 DCE就绪(数据建立就绪)
DCE
DTE
二进制数据
DCE
DTE
调制解调器 ❖ 调制:数字→模拟 ❖ 解调:模拟→数字
DTE:数据终端设备 DCE:数据通信设备
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串行通信的错误校验
奇偶校验
发送字符时,数据位尾随1位奇偶校验位(1 或0)。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;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。
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RS-232C电平与TTL电平转换驱动电路
早期常用MC1488、MC1489
近期常用MAXM232:
1 11100110 0
1 11100110
RXD
收、发设备时钟独立,以字符(帧)为单位传输
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4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
异步通信帧格式
起 空始 闲位
一个字符帧 数据位
校停 验止 位位
空 下一字符 闲 起始位
D0
D7
起始位(1位); 数据位(8位); 奇偶校验位(1位,可无校验位);
停止位(1位)。
特点
❖ 易于实现 ❖ 效率不高
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传输速率与传输距离 传输速率
不同的调制方法可以在一个 码元上负载多个比特信息
比特率:每秒钟传送的信息量。单位:位/秒(bps) 波特率:每秒钟传送码元数目,单位:波特(Baud)
基带传输(每个码元带有“1”或“0”这1 bit信息), 波特率和比特率是相同的。
常用波特率为:2400、4800、 9600、14.4K、19.2K等
第6章 80C51单片机的串行口
6.1 串行通信基础 6.2 80C51串行口 6.3 80C51串行口应用
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1
6.1 计算机串行通信基础
通信:并行通信与串行通信
并行通信
0
1
1
发送
0 1
设备
1 0
1
0 1 1 0 1 1 0 1
选通
状态
接收 设备
时钟 D7 D6 D5 : : : D1 D0
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同步通信(发、收时钟直接连接,效率高。板内元件间的SPI接口)
SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)是一种同步串行 外设接口,为全双工通信,数据传输速度可达几Mbps。 SPI接口以主从方式工作, 一般包括以下信号: (1)MOSI – 主器件数据输出,从器件数据输入 (2)MISO – 主器件数据输入,从器件数据输出 (3)SCLK – 时钟信号,由主器件产生 (4)/SS – 从器件使能信号,由主器件控制 SPI接口传输的数据为8位,在/SS和SCLK作用下,按位传输,高位在前,低 位在后。 SPI接口的一个缺点:没有应答机制。
17
近程通信,不需要调制解调器
TXD
RXD 计 算 机 甲
TXD
RXD计 算 机 乙
TXD
RXD 计4 算5 机6 甲 20
TXD
R45 XD计算 6机 20 乙
无联络线方式
联络线短接(伪连接)方式
4 RTS 请求发送 5 CTS 允许发送 6 DSR DCE就绪(数据建立就绪) 20 DTR DTE就绪(数据终端准备就绪)
接收字符时,对“1”的个数进行校验,若发 现不一致,则说明传输数据过程中出现了差 错。
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代码和校验
发送方将所发数据块求和(或各字节异或), 产生的校验和字节附加到数据块的末尾。
接收方在接收数据时要对数据块(除校验字节 外)求和(或各字节异或),将所得的结果与 收到的“校验和”进行比较,相符则无差错, 否则就认为传送过程出现了差错。
V0101
+5
2 0.8
0
TTL电平
1
0t
V0101 +25
0
+3
t
-3
1
-25 RS232电平
电平转换电路(如MAX232)。
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过程特性 远程通信,需要调制解调器
TXD
计 RXD
M O
算 RTS D
机
E
DSR M
电话线
TXD
M O
RXD 计
D E
算 RTS 机
M DSR
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T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
特点:传送控制复杂、速度慢,传输线少,成本低
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6.1.1 串行通信的基本概念
异步通信与同步通信
异 步 通 信 ( RS-232C )
发送 设备
以“0”作为起始 以“1”作为停止 各帧间隔时间任意
接收 设备
10100100 0
TXD
1 10100100 0
传输距离与传输速率的关系
传输距离随波特率的增加而减小。
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6.1.2 串行通信接口标准
RS-232C定义的是DTE与DCE间的接口标准。
机械特性
1
13
1
5
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25
DB-25(阳头)连接器
6
9
DB-9(阳头)连接器
阳头通常用于计算机侧,阴头用于连接线侧
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功能特性