8串行通信及串行接口技术.pptx
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8串行通信 及串行接口技术
串行通信概述 89C51串行通信接口 串行接口技术
1
串行通信概述
1.通信方式 计算机与外界（计算机与计算机之间、计算机与外 围设备之间）的信息交换称为通信。
并行通信 串行通信
1 0 1 0 计算机 1 0 0 1
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 控制
fosc/12
01
方式1
10位UART
可变（定时器控制）
10
方式2
11位UART
fosc/64、fosc/32
11
方式3
11位UART
可变（定Βιβλιοθήκη Baidu器控制）
8
SM2：多机通信控制位 *
主要用于方式2和方式3。当串行口以方式2和方式3 接收数据时：
SM2=1，则只有在接收到的第9位数据(RB8)为1时 才将接收到的前8位数据送入SBUF，并置位RI产生中 断请求；否则将接收到的前8位数据丢弃。
状态
1 0 1 0 计1算机 或0外设 0 1
(a) 并行通信
计算机
10101001
计算机 或外设
发送 接收
(b) 串行通信
2
2串行通信 (1)分类（按数据格式分）
异步通信
数据位：根据情况可取5位、6位、7 位或8位，低位在前高位在后。
停止位：通常 可取1位、1.5 位或2位，用 于向接收端表 示一帧字符信 息已发送完毕， 也为发送下一 帧字符作准备。
接收时，接收方采用与发送方一样的差错校验方 法对接收到的数据进行校验。
和校验
发送方对发送的数据块求和，产生一个字节的校
验和，并将其尾随数据块发送；接收方将接收的数
据求和，将结果与发送方发送的“校验和”进行比
较以判断是否出错。
6
89C51串行通信接口
一、串行通信及接口 1.结构：89C51内部有全双工的异步通讯串行口（ UART ）； 两个独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器)，一 个用作发送，一个用作接收。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，两者共用一个字节地址(99H)。
SM2=0，则不论第9位数据是0还是1，都将前8位 数据装入SBUF中，并产生中断请求。在方式0，SM2 必须为0。
REN：允许接收控制位
REN=0时禁止串行口接收。
REN=1时允许串行口接收。
该位由软件置位或复位。
9
TB8：发送数据位 *
在方式2或方式3时，TB8是发送数据的第9位，根据发送数 据的需要由软件置位或复位。
7
2.串行口控制寄存器SCON 用于串行通信的方式选择、接收和发送控制以及串行 口的状态标志指示。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM0 SM1--串行口工作方式选择位
SM0SM1 工作方式
功能描述
波特率
00
方式0 8位同步移位寄存器
11
3.电源控制寄存器PCON
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SMOD - - - GF1 GF0 PD IDL
SMOD--串行口波特率倍增位 PCON不可位寻址。可用下列指令设置 SMOD位：
ANL PCON,#7FH ;SMOD=0 ORL PCON,#80H ;SMOD=1
可作为奇偶校验位(单机通信)。
可在多机通信中作为发送地址帧或数据帧的标志位。多机通 信时，一般约定：发送地址帧时，设置TB8=1；发送数据帧 时，设置TB8=0。在方式0和方式1中，该位未用。
RB8：接收数据位 *
在方式2和方式3时，存放接收数据的第9位。
可以是约定的奇偶校验位。
可以是约定的地址/数据标志位，可根据RB8被置位的情况
在单同步字符帧结构中，同步字符常采用ASCII码中规定 的SYN(即16H)代码；
在双同步字符帧结构中，同步字符一般采用国际通用标准 代码EB90H。
4
（2）波特率(baud rate)
波特率是串行通信的重要指标，用于表征数据传输 的速度，定义为每秒钟传送二进制数码的位数(bit)， 单位是波特，即1波特=1bit/s（bps)。
【例】某异步通信的传输速率为7200字符帧/分钟， 每个字符帧的长度为10位。则传输速率为：
720010 位 60秒=1200bps 每位传输时间（位宽）：
1
Td 1200 0.833(ms)
5
（3）串行通信的差错校验
奇偶校验
发送数据时，数据后尾随一位奇偶校验位（0或 1）。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1的个数之和应为偶数。
对接收到的数据进行某种判断。在多机通信时，若RB8=1，
说明收到的数据为地址帧；RB8=0，说明收到的数据为数据
帧。在方式1下，若SM2=0，则RB8用于存放接收到的停止
位方式；方式0下，该位未用。
10
TI：发送中断标志位 用于指示一帧数据发送完否。 方式0下，发送电路发送完第8位数据时，TI由硬件置位。 其他方式下，TI在发送电路开始发送停止位时置位，这就 是说：TI在发送前必须由软件复位，发送完一帧后由硬件置 位。因此，CPU查询TI状态便可知一帧信息是否已发送完毕。 RI：接收中断标志位 用于指示一帧信息是否接收完。 在方式1下，RI在接收电路接收到第8位数据时由硬件置位。 在其他方式下，RI是在接收电路接收到停止位的中间位置 时置位的，RI也可供CPU查询，以决定CPU是否需要从 SBUF中提取接收到的字符或数据。RI也由软件复位。
3
同步通信 *
同步
校验 校验
字符 数据 1 数据 2 数据 3 …… 数据 n 字符 1 字符 2
(a) 单同步字符帧结构
同步 同步 字符 1 字符 2 数据 1 数据 2
• ……
校验 校验 数据 n 字符 1 字符 2
(b) 双同步•字符帧结构
•
在同步通信中，同步字符可以采用统一标准字符，也可由 用户约定。
12
4. 串行通信工作方式
（1）串行工作方式0 * 工作原理
串行口作为同步移位寄存器使用； 以RXD（P3.0）端作为数据移位的输入端和输出端； TXD（P3.1）端输出移位脉冲； 8位为一帧，不设起始位和停止位，低位在前，高位 在后；帧格式如下：
. . . D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 . . .
串行通信概述 89C51串行通信接口 串行接口技术
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串行通信概述
1.通信方式 计算机与外界（计算机与计算机之间、计算机与外 围设备之间）的信息交换称为通信。
并行通信 串行通信
1 0 1 0 计算机 1 0 0 1
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 控制
fosc/12
01
方式1
10位UART
可变（定时器控制）
10
方式2
11位UART
fosc/64、fosc/32
11
方式3
11位UART
可变（定Βιβλιοθήκη Baidu器控制）
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SM2：多机通信控制位 *
主要用于方式2和方式3。当串行口以方式2和方式3 接收数据时：
SM2=1，则只有在接收到的第9位数据(RB8)为1时 才将接收到的前8位数据送入SBUF，并置位RI产生中 断请求；否则将接收到的前8位数据丢弃。
状态
1 0 1 0 计1算机 或0外设 0 1
(a) 并行通信
计算机
10101001
计算机 或外设
发送 接收
(b) 串行通信
2
2串行通信 (1)分类（按数据格式分）
异步通信
数据位：根据情况可取5位、6位、7 位或8位，低位在前高位在后。
停止位：通常 可取1位、1.5 位或2位，用 于向接收端表 示一帧字符信 息已发送完毕， 也为发送下一 帧字符作准备。
接收时，接收方采用与发送方一样的差错校验方 法对接收到的数据进行校验。
和校验
发送方对发送的数据块求和，产生一个字节的校
验和，并将其尾随数据块发送；接收方将接收的数
据求和，将结果与发送方发送的“校验和”进行比
较以判断是否出错。
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89C51串行通信接口
一、串行通信及接口 1.结构：89C51内部有全双工的异步通讯串行口（ UART ）； 两个独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器)，一 个用作发送，一个用作接收。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，两者共用一个字节地址(99H)。
SM2=0，则不论第9位数据是0还是1，都将前8位 数据装入SBUF中，并产生中断请求。在方式0，SM2 必须为0。
REN：允许接收控制位
REN=0时禁止串行口接收。
REN=1时允许串行口接收。
该位由软件置位或复位。
9
TB8：发送数据位 *
在方式2或方式3时，TB8是发送数据的第9位，根据发送数 据的需要由软件置位或复位。
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2.串行口控制寄存器SCON 用于串行通信的方式选择、接收和发送控制以及串行 口的状态标志指示。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM0 SM1--串行口工作方式选择位
SM0SM1 工作方式
功能描述
波特率
00
方式0 8位同步移位寄存器
11
3.电源控制寄存器PCON
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SMOD - - - GF1 GF0 PD IDL
SMOD--串行口波特率倍增位 PCON不可位寻址。可用下列指令设置 SMOD位：
ANL PCON,#7FH ;SMOD=0 ORL PCON,#80H ;SMOD=1
可作为奇偶校验位(单机通信)。
可在多机通信中作为发送地址帧或数据帧的标志位。多机通 信时，一般约定：发送地址帧时，设置TB8=1；发送数据帧 时，设置TB8=0。在方式0和方式1中，该位未用。
RB8：接收数据位 *
在方式2和方式3时，存放接收数据的第9位。
可以是约定的奇偶校验位。
可以是约定的地址/数据标志位，可根据RB8被置位的情况
在单同步字符帧结构中，同步字符常采用ASCII码中规定 的SYN(即16H)代码；
在双同步字符帧结构中，同步字符一般采用国际通用标准 代码EB90H。
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（2）波特率(baud rate)
波特率是串行通信的重要指标，用于表征数据传输 的速度，定义为每秒钟传送二进制数码的位数(bit)， 单位是波特，即1波特=1bit/s（bps)。
【例】某异步通信的传输速率为7200字符帧/分钟， 每个字符帧的长度为10位。则传输速率为：
720010 位 60秒=1200bps 每位传输时间（位宽）：
1
Td 1200 0.833(ms)
5
（3）串行通信的差错校验
奇偶校验
发送数据时，数据后尾随一位奇偶校验位（0或 1）。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1的个数之和应为偶数。
对接收到的数据进行某种判断。在多机通信时，若RB8=1，
说明收到的数据为地址帧；RB8=0，说明收到的数据为数据
帧。在方式1下，若SM2=0，则RB8用于存放接收到的停止
位方式；方式0下，该位未用。
10
TI：发送中断标志位 用于指示一帧数据发送完否。 方式0下，发送电路发送完第8位数据时，TI由硬件置位。 其他方式下，TI在发送电路开始发送停止位时置位，这就 是说：TI在发送前必须由软件复位，发送完一帧后由硬件置 位。因此，CPU查询TI状态便可知一帧信息是否已发送完毕。 RI：接收中断标志位 用于指示一帧信息是否接收完。 在方式1下，RI在接收电路接收到第8位数据时由硬件置位。 在其他方式下，RI是在接收电路接收到停止位的中间位置 时置位的，RI也可供CPU查询，以决定CPU是否需要从 SBUF中提取接收到的字符或数据。RI也由软件复位。
3
同步通信 *
同步
校验 校验
字符 数据 1 数据 2 数据 3 …… 数据 n 字符 1 字符 2
(a) 单同步字符帧结构
同步 同步 字符 1 字符 2 数据 1 数据 2
• ……
校验 校验 数据 n 字符 1 字符 2
(b) 双同步•字符帧结构
•
在同步通信中，同步字符可以采用统一标准字符，也可由 用户约定。
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4. 串行通信工作方式
（1）串行工作方式0 * 工作原理
串行口作为同步移位寄存器使用； 以RXD（P3.0）端作为数据移位的输入端和输出端； TXD（P3.1）端输出移位脉冲； 8位为一帧，不设起始位和停止位，低位在前，高位 在后；帧格式如下：
. . . D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 . . .