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mcs—51单片机结构和原理 - read.ppt


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文档列表 文档介绍
第7章串行接口通信
概述
MCS-51 单片机的串行通信接口
串行口的四种工作方式
串口综合应用举例
在实际工作中,计算机的CPU和外部设备之间常要进行数据交换,一台计算机与其他计算机之间也往往要交换数据,所有的这些信息交换都称为通信。
常用的通信方式有两大类:串行通信和并行通信。目前串行通信协议有很多种:USB、I2C、RS-232、SPI等都是串行通信协议。并行通信协议有SPP、EPP、ECP等。通常需要根据信息传送的距离决定采用那种通信方式,例如PC与外部设备(如打印机等)通信时,如果距离小于30m,可以采用并行通信方式,当距离大于30m时,则要采用串行通信方式。
概述
并行通信是指数据的各位同时进行传送(发送或接收)的通信方式,其优点是传送速度快,其缺点是数据有多少位,就要有多少根数据传送线,同时还必须有必要的控制线。并行通信在位数多、传送距离远就不太合适了。
串行通信指数据是一位一位的按顺序传送的通信方式,它的突出优点是只需要很少的传输线(根据不同的串行通信协议,数据传输线有所不同),这样大大降低了传送成本,特别适用于远距离通信,其缺点是传送速度较慢。
对串行通信主要涉及以下几个概念:串口通信的数据传输方向、同步和异步通信、波特率等
并行通信和串行通信
一般情况下,串行数据传输是在两个通信端之间进行的。其数据传输方向通常有三种:单工、半双工和全双工。
如果在通信过程的任意时刻,A端为发送端、B端为接收端,数据仅能从A端发至B端称为单工通信。例如日常生活中的无线寻呼就是典型的单工通信设备。传呼台作为发送端,负责发送数据。BP作为接收端,只能接收来自传呼台的信号,而不能反向发送。
如果在通信过程中,数据可以从A端发至B端,也可以从B端发至A端,但是在同一时间只能作一个方向的传送。这种传输方式称为半双工通信。例如日常生活中的无线对讲机就是半双工通信设备。
如果在通信过程的任意时刻,同时存在A到B和B到A的双向数据传输,此时两个方向的信号采用不同的信道,二个信道上的信息不相互干扰。这种传输方式称为全双工通信。例如日常生活中的电话、移动通信等都是典型的全双工通信设备。
数据传输方向

1 异步通信
异步串行通信是以帧的形式发送字符数据,异步串行通信有连续发送字符和不连续发送字符两种方式,当连续发送字符时,每一帧信息由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成,其帧结构如图7-1所示。
图7-1 字符连续传送的异步通信数据传输格式
同步通信不同于异步通信,同步通信在数据传输开始前用同步字符(常约定1~2个),并由同步时钟来实现发送和接收端同步。即同步通信使用数据块传送信息,而不是字节,省去了每个字节的起始位和停止位等数据,直到通信结束。同步通信在每个数据块传输的开始使用同步字符,使接收和发送同步。其通信格式如图7-3所示
2 同步通信
图7-3 同步通信数据传输格式
波特率
波特率是衡量数据传送速率的指标,其定义为单位时间内传送的信息量,信息量的单位为bit,时间单位为秒,则1波特=1位/秒=1bit/s=1bps。
例如,在异步通信中使用1位起始位,8位数据位,无奇偶校验位,1位停止位。即一帧数据长度为10bit,如果在应用中要求数据传送的速率是1秒传送120帧字符,则传送波特率为1200波特。
在异步串行通信双方中,接收和发送方必须使用相同的波特率才能正确传输数据
MCS-51 单片机的串行通信接口
串行通信接口结构
串行口控制寄存器SCON和PCON
串行通信接口结构
MCS-51单片机通过串行数据接收引脚RXD() 和串行数据发送引脚TXD()与外界进行通信。
串行口内有一个可直接寻址的专用寄存器—串行口缓冲寄存器SBUF,在物理上,SBUF由两个寄存器组成:一个发送寄存器、一个接收寄存器,两者共用一个地址99H,可同时发送、接收数据,CPU写SBUF,就是修改发送寄存器,读SBUF就是读接收寄存器。
接收寄存器是双缓冲的,以避免在接收下一帧数据之前,CPU未能及时响应串口接收中断,没有把上一帧数据读走,产生两帧数据重叠的情况。
发送寄存器没有采用双缓冲结构,因为发送数据是由CPU控制的,用户在编程时,必须避免产生写重叠情况,即在用户程序中必须等数据发送完毕后才能发送下一个数据
串行口控制寄存器SCON
MCS-51单片机串行通信方式的选择、接收和发送控制以及串行口的状态标志等均通过对特殊功能寄存器SCON编程来实现。SCON控制字的各位定义如图7-3所示
图7-3 SCON控制字格式

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