单片机串行数据通信技术研讨模版(PPT61张)
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串行通信概述PPT模板
异 步 通 信 的 数 据 格 式
—4—
起始位为0（占用1位），表示一个字符的开始，可用于同步接收方的时 钟，以确保能够正确接收随后的数据；停止位为1（占用1～2位），表示一个 字符的结束；无字符传递时，表示空闲，空闲位为1。接收端不断检测线路的 状态，在连续接收到逻辑“1”后收到一个逻辑“0”，表示新的字符帧开始 传送。
（a） 25针串行口原理图
（b） 9针串行口原理图 —12—
（c） 9针串行口实图
RS-232C引脚信号可以分为数据发送与接收和联络两部分，其中，RXD和TXD是数据发送与接收信 号，用于DTE与DCE之间交换信息；其他信号属于联络信号，用于保证信息正确无误地传输。如表所 示为9针串行口和25针串行口的部分引脚定义。
地线（Ground）
数据准备好（Data Set Ready）
请求发送（Request To Send）
清除发送（Clear To Send）
—13—
振铃指示（Ring Indicator）
3．RS-232C的通信距离和速度
RS-232C规定最大的负载电容为2500pF，这个电容限制了传 输距离和传输速率，在不使用调制解调器（Modem）时，RS-232 能够可靠进行数据传输的最大通信距离为15米，对于RS232C远程 通信，必须通过调制解调器进行远程通信连接。
同步通信方式以多个字符组成的数据块为传输单位连续地传送数据，在数据块开始时用同步字符来 指示，其数据格式如图所示。同步通信对硬件要求较高，适合于需要传送大量数据的场合。
同 步 通 信 的 数 据 格 式
—6—
串行通信的制式 two
串行通信按数据传送的方向可分为单工、半双工和全双工三种制式，如图所示。
单片机难点攻破-串行通信36页PPT
单片机难点攻破-串行通信
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•Leabharlann 10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•Leabharlann 10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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。
串行通信技术PPT教案学习
第6页/共68页
2. 同步通信方式（SYNC）
在异步通信中，每个字符都要用起始位和停止位 来使通信双方同步，这些附加的额外信息，使得异步 通信的传输效率不高。在需传输大量数据的场合，为 提高传输效率和速度，常去掉这些附加位，即采用同 步通信SYNC（Synchronous data Communication）
并行通信 串行通信
异步通信 同步通信
第2页/共68页
A 发送器
数据 线
B 接收器
A 发送器 接收器
(a)单工方式
数据 线
(b)半双工方式
B 发送器 接收器
A 发送器
数据 线
接收器
数据
(c)线全双工方式
图9.1 串行通信的3种连接方式
第3页/共68页
B 接收器 发送器
9.1.2 信号的调制与解调
MODEM是由调制器和解调器合在一起形成的 一个装置，以用作双向通信。MODEM的类型一般 可分为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相 移键控（PSK）等。当通信波特率小于300bit/s时 ，常采用FSK调制方式。
第10页/共68页
9.2 串行通信的接口标准
一个完整的串行通信系统除了对上一节所介 绍的通信规程有所规定外，还必然会涉及到在电 气连接上的接口标准问题。标准化的通用总线结 构能使系统结构化、模块化，大大简化系统软、 硬件设计的工作，因此被普遍采用。本节介绍目 前常用的有代表性的三种串行接口标准。
第11页/共68页
2.接收/发送时钟
异步通信中，大多数串行端口发送和接收的波 特率均可分别设置，由发送器和接收器各用一个 时钟来确定，分别称为发送时钟和接收时钟。为 了有利于收发双方同步，以及提高抗干扰的能力 ，这两个时钟频率fc一般不等于波特率fd，两者之 间的关系为：
2. 同步通信方式（SYNC）
在异步通信中，每个字符都要用起始位和停止位 来使通信双方同步，这些附加的额外信息，使得异步 通信的传输效率不高。在需传输大量数据的场合，为 提高传输效率和速度，常去掉这些附加位，即采用同 步通信SYNC（Synchronous data Communication）
并行通信 串行通信
异步通信 同步通信
第2页/共68页
A 发送器
数据 线
B 接收器
A 发送器 接收器
(a)单工方式
数据 线
(b)半双工方式
B 发送器 接收器
A 发送器
数据 线
接收器
数据
(c)线全双工方式
图9.1 串行通信的3种连接方式
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B 接收器 发送器
9.1.2 信号的调制与解调
MODEM是由调制器和解调器合在一起形成的 一个装置，以用作双向通信。MODEM的类型一般 可分为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相 移键控（PSK）等。当通信波特率小于300bit/s时 ，常采用FSK调制方式。
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9.2 串行通信的接口标准
一个完整的串行通信系统除了对上一节所介 绍的通信规程有所规定外，还必然会涉及到在电 气连接上的接口标准问题。标准化的通用总线结 构能使系统结构化、模块化，大大简化系统软、 硬件设计的工作，因此被普遍采用。本节介绍目 前常用的有代表性的三种串行接口标准。
第11页/共68页
2.接收/发送时钟
异步通信中，大多数串行端口发送和接收的波 特率均可分别设置，由发送器和接收器各用一个 时钟来确定，分别称为发送时钟和接收时钟。为 了有利于收发双方同步，以及提高抗干扰的能力 ，这两个时钟频率fc一般不等于波特率fd，两者之 间的关系为：
单片机串行通信技术基础PowerPointTempl
RS-232C标准接口是“使用二进制进行交换的 数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之 间的接口”。 （1）RS-232C接口常用引线信号定义、分类及功能 （2）RS-232C接口电气特性 （3）电平转换芯片及接口电路
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单片机串行通信技术基础 PowerPointTempl
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u 常见的标准异步串行通信接口有： n lRS-232C n lRS-449 n lRS-422、RS-423 n lRS-485
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单片机串行通信技术基础 PowerPointTempl
RS-232C总线标准、芯片及接口电路
美国电气工业协会（EIA）1969年推荐的RS232C仍是目前最常用的串行通信总线接口之一。
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单片机串行通信技术基础 PowerPointTempl
⑴ RS-449标准接口
•RS-449在很多方面可代替RS-232C。两者的主要差别是信号在 导线上的传输方法不同。RS-232C是利用传输信号线与公共地 之间的电压差，RS-449接口是利用信号导线之间的信号电压差， 可在1200m的双绞线上进行数字通信，速率可达90000bps。RS449可以不使用调制解调器，它比RS-232C传输速率高，通信距 离长，由于RS-449系统用平衡信号差电路传输高速信号，所以 噪声低，又可以多点或者使用公用线通信，两台以上的设备可 与RS-449通信电缆并联。
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单片机串行通信技术基础 PowerPointTempl
⑵ RS-422A标准接口
•RS-422A是RS-449标准的子集。它具体通过传输线驱动器，把逻辑电平变换成 电位差，完成始端的信息传送；通过传输线接收器，把电位差转变成逻辑电平， 实现终端的信息接收。RS-422A比RS-232C传输信号距离长，速度快，传输率最 大为10Mbit/s，在此速率下电缆允许长度为120m。如果采用较低传输速率，如 90000波特率时，最大距离可达1200m。 • RS-422A每个通道要用二条信号线，如果其中一条是逻辑“1”状态，另一条 就为逻辑“0”。RS-422电路由发送器、平衡连接电缆、电缆终端负载、接收器 几部分组成。在电路中规定只许有一个发送器，可有多个接收器，因此通常采 用点对点通信方式。该标准允许驱动器输出为±2V～±6V，接收器可以检测到 的输入信号电平可低到200mV。
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u 常见的标准异步串行通信接口有： n lRS-232C n lRS-449 n lRS-422、RS-423 n lRS-485
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RS-232C总线标准、芯片及接口电路
美国电气工业协会（EIA）1969年推荐的RS232C仍是目前最常用的串行通信总线接口之一。
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单片机串行通信技术基础 PowerPointTempl
⑴ RS-449标准接口
•RS-449在很多方面可代替RS-232C。两者的主要差别是信号在 导线上的传输方法不同。RS-232C是利用传输信号线与公共地 之间的电压差，RS-449接口是利用信号导线之间的信号电压差， 可在1200m的双绞线上进行数字通信，速率可达90000bps。RS449可以不使用调制解调器，它比RS-232C传输速率高，通信距 离长，由于RS-449系统用平衡信号差电路传输高速信号，所以 噪声低，又可以多点或者使用公用线通信，两台以上的设备可 与RS-449通信电缆并联。
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单片机串行通信技术基础 PowerPointTempl
⑵ RS-422A标准接口
•RS-422A是RS-449标准的子集。它具体通过传输线驱动器，把逻辑电平变换成 电位差，完成始端的信息传送；通过传输线接收器，把电位差转变成逻辑电平， 实现终端的信息接收。RS-422A比RS-232C传输信号距离长，速度快，传输率最 大为10Mbit/s，在此速率下电缆允许长度为120m。如果采用较低传输速率，如 90000波特率时，最大距离可达1200m。 • RS-422A每个通道要用二条信号线，如果其中一条是逻辑“1”状态，另一条 就为逻辑“0”。RS-422电路由发送器、平衡连接电缆、电缆终端负载、接收器 几部分组成。在电路中规定只许有一个发送器，可有多个接收器，因此通常采 用点对点通信方式。该标准允许驱动器输出为±2V～±6V，接收器可以检测到 的输入信号电平可低到200mV。
单片机资料 xc866串行接口以及串行通信技术(共49张PPT)
SSC的基本操作
当初始化串行通信的器件时，必须选择一 个器件作为主机(zhǔjī)工作，所有其他器件设 置为从机工作。
第三十五页，共四十九页。
LIN 的波特率检测(jiǎn cè)
在波特率检测模式下，捕获同步(tóngbù)字节域 中两位的时间
第三十六页，共四十九页。
LIN 的波特率检测(jiǎn cè)
利用同步字节的前三个下降沿，在定时器2 的配合下，进行(jìnxíng)波特率的检测
BCON 寄存器的位4-7 用于LIN波特率的检 测
（无线电对讲机）
如果在任意时刻，线路上存在A到B和B到A的双向信号传输，则
称为全双工。（电话）
A
A
B
S
B
A
B
S
(a)
(b)
(c)
串行通信数据(shùjù)传送的三种方式
(a) 单工方式；(b) 半双工方式；(c) 全双工方式 第十四页，共四十九页。
二、 XC866的UART资源(zīyuán)
全双工异步模式(móshì) – 8 位或9 位的数据帧，先发送最低 有效位（LSB） – 固定或可变的波特率
利用(lìyòng)发送和接收的第九位和SM2位的配 合
通信协议：
数据(shùjù)帧： 第九位=0 地址帧： 第九位=1
SM2特性：
在SM2=1的时候，只能收到主机发出的地址信息(第9位为1)，非地址信 息被丢失。
第二十一页，共四十九页。
多处理器通信(tōng xìn)
通信过程
从机在建立与主机通信之前，随时处于(chǔyú)对通信线路的监听状态。在监听 状态下必须使SM2=1，此时只能收到主机发出的地址信息(第9位为1)，非地址信息 被丢失。 从机收到地址后应进行识别，是否主机呼叫本站，如果地址符合，确认呼叫本站， 此时从机解除监听状态，使SM2＝1，同时把本站地址发回主机作为应答，只有这 样才能收到主机发送的有效数据。其它从机由于地址不符，仍处于监听状态，继续 保持SM2＝1，所以无法接收主机的数据。
单片机课件 part_08串行数据通信
数据线
发送器 接收器
地线
接收发数据线 发送接
送器
收器
地线
数据线
接收发
发送接
送器
收器
地线
五、异步串行通信的信号形式：
1、远距离直接传输数字信号，信号会发生畸变，因此要 把数字信号转变为模拟信号再进行传送。可利用光缆、 专用通信电缆或电话线。 方法：通常使用频率调制法（频带传送方式）。
“1”
发Hale Waihona Puke “0”RS-232C (电平转换芯片为MAX232) RS-422
RS-485
波特率
波特率定义为每秒钟传送二进制数码的位数(亦称比特数)，单位 是bps：(bit per second)，即位/秒。波特率是串行通信的重要指标， 用于表征数据传送的速度。波特率越高，数据传输速度越快，但 和字符的实际传输速率不同。字符的实际传输速率是指每秒钟内 所传字符帧的帧数。和字符帧格式有关。
通信的基本方式可分为并行通信和串行通信两种.
并行通信是指数据的所有位同时进行传送的通信方式。其优点 是传送速度快，缺点是需要比较多的传送数据线，有多少位数 据就需要多少根线，而且数据传送的距离有限，这在位数较多 且传送距离远时就不方便了。在单片机中，一舱常常应用于CPU 与LED、LCD显示器的连接，或CPU与A/D、D／A转换器之间的数 据传送等并行接口方面。
串行接口结构示意图
一、串行接口控制：
1.数据缓冲器SBUF：
串行口数据缓冲器SBUF是两个在物理上独立的接收、发送缓 冲器，可同时发送、接收数据。两个缓冲器共用一个字节地址 99H，可通过指令对SBUF的读／写来区别是对接收缓冲器的 操作还是对发送缓冲器的操作。CPU写SBUF ，就是修改发送 缓冲器；读SBUF ，就是读接收缓冲器。串行口对外也有两条 独立的收发信号线TXD(P3.1)、RXD(P3.0) ，因此可以同时发 送、接收数据，实现全双工传送。
单片机串行通讯及其接口PPT共105页
单片机串行通讯及其接口
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
Байду номын сангаас
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
Байду номын сангаас
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
报告第7章 单片机的串行口通信.ppt
7.5 串行通信实用技术 7.5.1 双机串行通信的硬件连接 7.5.2 80C51单片机的多机通信 7.5.3 双机串行通信软件编程 7.5.4 PC机与单片机的点对点串行通信接口设计 7.5.5 PC机与多个单片机的串行通信接口设计
.精品课件. 3
7.1串行通信基础知识
7.1.1并行通信与串行通信 1、并行通信 ●并行通信是指将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。 每一位数据都需要一条传输线，8位数据总线的通信系统， 一次传送8位数据(1个字节)，将需要8条数据线。 ●并行通信的特点:是传送速度快、 需要的数据传输线较多。因此当 距离较远、位数又多时导致了通 信线路复杂且成本高。一般适合 于短距离的数据传输。
形成单向连接。若A为发送端，
B为接收端，数据仅能从A端发
至B端，如广播、无线寻呼等，
Hale Waihona Puke 如7-4中（a）图所示。（a）单工方式
.精品课件. 12
7.1串行通信基础知识
7.1.4通信中的误码问题
数据在串行传输过程中，由于干扰可能使传输的数据发生错 误，这种情况称为出现了“误码”，错误的数据位数与所有 传输数据总位数的比率叫做“误码率”，发现传输中的错误 叫做“检错”，发现错误后消除错误叫做“纠错”。
第7章 80C51单片机的串行口通信
.精品课件.
1
第7章 目录
7.1 串行通信基础知识
7.1.1 并行通信与串行通信
7.1.2 串行通信的通信方式
7.1.3 串行通信的数据传送方向
7.1.4 通信中的误码问题
7.2 80C51系列单片机的串行接口
7.2.1 串行接口的结构
7.2.2 串行接口的控制寄存器
.精品课件. 11
.精品课件. 3
7.1串行通信基础知识
7.1.1并行通信与串行通信 1、并行通信 ●并行通信是指将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。 每一位数据都需要一条传输线，8位数据总线的通信系统， 一次传送8位数据(1个字节)，将需要8条数据线。 ●并行通信的特点:是传送速度快、 需要的数据传输线较多。因此当 距离较远、位数又多时导致了通 信线路复杂且成本高。一般适合 于短距离的数据传输。
形成单向连接。若A为发送端，
B为接收端，数据仅能从A端发
至B端，如广播、无线寻呼等，
Hale Waihona Puke 如7-4中（a）图所示。（a）单工方式
.精品课件. 12
7.1串行通信基础知识
7.1.4通信中的误码问题
数据在串行传输过程中，由于干扰可能使传输的数据发生错 误，这种情况称为出现了“误码”，错误的数据位数与所有 传输数据总位数的比率叫做“误码率”，发现传输中的错误 叫做“检错”，发现错误后消除错误叫做“纠错”。
第7章 80C51单片机的串行口通信
.精品课件.
1
第7章 目录
7.1 串行通信基础知识
7.1.1 并行通信与串行通信
7.1.2 串行通信的通信方式
7.1.3 串行通信的数据传送方向
7.1.4 通信中的误码问题
7.2 80C51系列单片机的串行接口
7.2.1 串行接口的结构
7.2.2 串行接口的控制寄存器
.精品课件. 11
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数据传送方式就称为频带传送方式。
8.1 串行通信基础知识
五、波特率和接收/发送时钟
（一）波特率 波特率，即数据传送速率，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它 的单位是位/秒（bps）。波特率对于CPU与外界的通信是很重要的。 假设数据传送速率是120bps，而每个字符格式包含10个代码位（1 个起始位、1个终止位、8个数据位），这时传送的波特率为：
第八章
单片机串行数据通信技术
教学内容
❖8.1 串行通信基础知识 ❖8.2 MCS-51的串行口及控制寄存器 ❖8.3 MCS-51串行通信工作方式及其应用 ❖8.4 单片机多机通信 ❖8.5 PC机与8051间的通信
8.1 串行通信基础知识
一、数据通信的概念 在实际工作种，计算机的CPU与外部设备之间常常要进行信息
并行数据传送是指数据的各位同时进行传送的通信方式。其特点是： 各数据位同时传送，传送速度快、效率高。但并行数据传送有多少 数据位就需多少根数据线，因此传送成本高。并行数据传送的距离 通常小于30m，在计算机内部的数据传送都是并行的。
8.1 串行通信基础知识
图8-1 两种通信方式连接
8.1 串行通信基础知识
串行接口
计算机B
近程串行通信
RS-232 电平标准
8.1 串行通信基础知识
2、远程通信
在远程串行通信中，应使用专用的通信电缆，但出于经济上
的考虑也可以使用电话线作为传输线。
数字信 号
模拟信号
数字信号
计算机
MODEM 电话线
MODE M
计算机
图517 远程串行通信
远距离直接传送数字信号，信号会发生畸变，因此要把数字信 号变为模拟信号再进行传送。信号形式的转变通常使用频率调制法， 即以不同频率的载波信号代表数字信号的两种不同电平状态。这种
交换，一台计算机与其他计算机也往往要交换信息，所有这些信息 交换均可称为通信。通信实际上也是计算机的数据的传送。 数据通信方式有两种：并行数据通信和串行数据通信，如下图所示。 串行数据通信是指数据按位顺序进行传送的通信方式。其特点是： 数据传送是一位一位进行传送的，最少只需一根传输线即可完成， 成本低但速度慢。计算机与外界的数据传送大多数是串行的，其传 送的距离可以从几m到几千km。下图 两种通信方式连接
一、异步串行通信的字符格式
异步串行通信以字符为单位，即一个字符
一个字符的传送。
起
奇
停起
始 位
数据位[0~（n1）位]
偶
止始
位
位位
帧
位时间
图515 异步串行通信的字符格式
8.1 串行通信基础知识
⑴ 起始位——开始一个字符的传送的标志位。起始位使 数据线处于“0”状态。
⑵ 数据位——起始位之后传送的数据信号位。在数据位中， 低位在前（左）高位在后（右）。由于字符编码方式的不同， 数据位可以是5、6、7或8位。 ⑶ 奇偶效验位——用于对字符的传送作正确性检查，因此奇 偶效验位是可选择的，共有3种可能，即奇效验、偶效验和无 效验，由用户根据需要选定。 ⑷ 停止位——用以标志一个字符的结束，它对应于“1”状态。 停止位在一帧的最后，它可能是1、1.5或2位，在实际中根据需 要确定。
单工形式串行通信
接收 发送端
接收 发送端
数据线1 数据线2
全双工形式串行通信
接收 发送端
8.1 串行通信基础知识
2、半双工（Half-duplex）形式 半双工形式的数据传送也是双向的，但任何时刻只
能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双 工形式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线， 如上图所示。
同步传送的优点是可以提高传送速率（达56kbps或更高），但硬 件比较复杂。
8.1 串行通信基础知识
三、串行通信的数据通路形式 1、单工（Simplex）形式
单工形式的数据传送是单向的，通信双方中一方固
定为接收端。单工形式的串行通信，只需要一条数据线，
如图所示
数据线
发送端
接收端
接收 发送端
数据线
半双工形式串行通信
l0×l20bps=1 200bps
每一位代码的传送时间ຫໍສະໝຸດ d为波特率的倒数。波特率是衡量传输通道频宽的指标，它和传送数据的速 率并不一致。如上例中，因为除掉起始位和终止位，每一个数据实 际只占8位，所以数位的传送速率为：
8.1 串行通信基础知识
⑸ 位时间——一个格式位的时间宽度。 ⑹ 帧（frame）——从起始位开始到停止位结 束的全部内容称之为一帧。帧是一个字符的完 整通信格式，因此也就把串行通信的字符格式 称之为帧格式。
8.1 串行通信基础知识
二、同步串行通信 同步通信下图 同步通信的数据格式
同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示 （常约定1～2个），并由时钟来实现发送端和接收端同步， 即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据， 直到通信告一段落。同步传送时，字符与字符之间没有间 隙，也不用起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字 符SYNC来指示，其数据格式如图8-3所示。
同步字符的插入可以是单同步字符方式或双同步字符 方式，如图8-3所示，然后是连续的数据块。同步字符可 以由用户约定，当然也可以采用ASCII码中规定的SYN代 码，即16H。按同步方式通信时，先发送同步字符，接收 方检测到同步字符后，即准备接收数据。
8.1 串行通信基础知识
图8-3 同步通信的数据格式 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，还要把时钟信号同 时传送。
计算机内部的数据信号是TTL电平标准，而通信线上 的数据信号却是RS232C电平标准。然而，尽管电平标准 不同，但数据信号的波形和频率并没有改变。近程串行通 信只需用传输线把两端的接口电路直接连起来即可实现， 既方便又经济。
8.1 串行通信基础知识
寄存器
TTL 电平
串行接口
计算机A
寄存器
TTL 电平
3、全双工（Full-duplex）形式 全双工形式的数据传送是双向的，且可以同时
发送和接收数据，因此全双工形式的串行通信需要 两条数据线，如上图所示。
8.1 串行通信基础知识
四、异步串行通信的信号形式 1、近程通信 近程通信又称本地通信。 近程通信采用数字信号直接传送形式，即在传送过程
中不改变原数据代码的波形和频率。这种数据传送方式称 之为基带传送方式。
8.1 串行通信基础知识
五、波特率和接收/发送时钟
（一）波特率 波特率，即数据传送速率，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它 的单位是位/秒（bps）。波特率对于CPU与外界的通信是很重要的。 假设数据传送速率是120bps，而每个字符格式包含10个代码位（1 个起始位、1个终止位、8个数据位），这时传送的波特率为：
第八章
单片机串行数据通信技术
教学内容
❖8.1 串行通信基础知识 ❖8.2 MCS-51的串行口及控制寄存器 ❖8.3 MCS-51串行通信工作方式及其应用 ❖8.4 单片机多机通信 ❖8.5 PC机与8051间的通信
8.1 串行通信基础知识
一、数据通信的概念 在实际工作种，计算机的CPU与外部设备之间常常要进行信息
并行数据传送是指数据的各位同时进行传送的通信方式。其特点是： 各数据位同时传送，传送速度快、效率高。但并行数据传送有多少 数据位就需多少根数据线，因此传送成本高。并行数据传送的距离 通常小于30m，在计算机内部的数据传送都是并行的。
8.1 串行通信基础知识
图8-1 两种通信方式连接
8.1 串行通信基础知识
串行接口
计算机B
近程串行通信
RS-232 电平标准
8.1 串行通信基础知识
2、远程通信
在远程串行通信中，应使用专用的通信电缆，但出于经济上
的考虑也可以使用电话线作为传输线。
数字信 号
模拟信号
数字信号
计算机
MODEM 电话线
MODE M
计算机
图517 远程串行通信
远距离直接传送数字信号，信号会发生畸变，因此要把数字信 号变为模拟信号再进行传送。信号形式的转变通常使用频率调制法， 即以不同频率的载波信号代表数字信号的两种不同电平状态。这种
交换，一台计算机与其他计算机也往往要交换信息，所有这些信息 交换均可称为通信。通信实际上也是计算机的数据的传送。 数据通信方式有两种：并行数据通信和串行数据通信，如下图所示。 串行数据通信是指数据按位顺序进行传送的通信方式。其特点是： 数据传送是一位一位进行传送的，最少只需一根传输线即可完成， 成本低但速度慢。计算机与外界的数据传送大多数是串行的，其传 送的距离可以从几m到几千km。下图 两种通信方式连接
一、异步串行通信的字符格式
异步串行通信以字符为单位，即一个字符
一个字符的传送。
起
奇
停起
始 位
数据位[0~（n1）位]
偶
止始
位
位位
帧
位时间
图515 异步串行通信的字符格式
8.1 串行通信基础知识
⑴ 起始位——开始一个字符的传送的标志位。起始位使 数据线处于“0”状态。
⑵ 数据位——起始位之后传送的数据信号位。在数据位中， 低位在前（左）高位在后（右）。由于字符编码方式的不同， 数据位可以是5、6、7或8位。 ⑶ 奇偶效验位——用于对字符的传送作正确性检查，因此奇 偶效验位是可选择的，共有3种可能，即奇效验、偶效验和无 效验，由用户根据需要选定。 ⑷ 停止位——用以标志一个字符的结束，它对应于“1”状态。 停止位在一帧的最后，它可能是1、1.5或2位，在实际中根据需 要确定。
单工形式串行通信
接收 发送端
接收 发送端
数据线1 数据线2
全双工形式串行通信
接收 发送端
8.1 串行通信基础知识
2、半双工（Half-duplex）形式 半双工形式的数据传送也是双向的，但任何时刻只
能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双 工形式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线， 如上图所示。
同步传送的优点是可以提高传送速率（达56kbps或更高），但硬 件比较复杂。
8.1 串行通信基础知识
三、串行通信的数据通路形式 1、单工（Simplex）形式
单工形式的数据传送是单向的，通信双方中一方固
定为接收端。单工形式的串行通信，只需要一条数据线，
如图所示
数据线
发送端
接收端
接收 发送端
数据线
半双工形式串行通信
l0×l20bps=1 200bps
每一位代码的传送时间ຫໍສະໝຸດ d为波特率的倒数。波特率是衡量传输通道频宽的指标，它和传送数据的速 率并不一致。如上例中，因为除掉起始位和终止位，每一个数据实 际只占8位，所以数位的传送速率为：
8.1 串行通信基础知识
⑸ 位时间——一个格式位的时间宽度。 ⑹ 帧（frame）——从起始位开始到停止位结 束的全部内容称之为一帧。帧是一个字符的完 整通信格式，因此也就把串行通信的字符格式 称之为帧格式。
8.1 串行通信基础知识
二、同步串行通信 同步通信下图 同步通信的数据格式
同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示 （常约定1～2个），并由时钟来实现发送端和接收端同步， 即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据， 直到通信告一段落。同步传送时，字符与字符之间没有间 隙，也不用起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字 符SYNC来指示，其数据格式如图8-3所示。
同步字符的插入可以是单同步字符方式或双同步字符 方式，如图8-3所示，然后是连续的数据块。同步字符可 以由用户约定，当然也可以采用ASCII码中规定的SYN代 码，即16H。按同步方式通信时，先发送同步字符，接收 方检测到同步字符后，即准备接收数据。
8.1 串行通信基础知识
图8-3 同步通信的数据格式 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，还要把时钟信号同 时传送。
计算机内部的数据信号是TTL电平标准，而通信线上 的数据信号却是RS232C电平标准。然而，尽管电平标准 不同，但数据信号的波形和频率并没有改变。近程串行通 信只需用传输线把两端的接口电路直接连起来即可实现， 既方便又经济。
8.1 串行通信基础知识
寄存器
TTL 电平
串行接口
计算机A
寄存器
TTL 电平
3、全双工（Full-duplex）形式 全双工形式的数据传送是双向的，且可以同时
发送和接收数据，因此全双工形式的串行通信需要 两条数据线，如上图所示。
8.1 串行通信基础知识
四、异步串行通信的信号形式 1、近程通信 近程通信又称本地通信。 近程通信采用数字信号直接传送形式，即在传送过程
中不改变原数据代码的波形和频率。这种数据传送方式称 之为基带传送方式。