单片微机原理与应用 教学课件 ppt 作者 罗印升 2011-part_06
70页1、2019/5/25,1,“单片机原理与应用”课程,第 6 章 51系列单片机的串行通信,2019/5/25,2,第6章 51系列单片机的串行通信,6.1 串行通信概述,6.2 串行通信的接口与控制,6.3 串行接口的工作模式,6.4 51系列单片机的通信,2019/5/25,3,【基本知识点与要求】 (1)了解通信的概念,理解串行通信和并行通信原理。 (2)理解 串行通信的3种方式。(3)掌握串行通信的标准、51系列单片 机串行接口的结构与控制应用方法。(4)理解51系列单片机的 通信工作方式及其应用。,【重点与难点】 重点是51系列单片机串行接口的结构与控制应用方法、51系列单片机之间及单片机与PC之间的通信。难点是51系列单片机之间及单片机与PC之间的通信。,本章首先介绍串行通信的基本方式;其次介绍51系列单片机串行接口的结构与控制;然后介绍51系列单片机串行接口的工作模式并举例说明应用方法;最后介绍51系列单片机之间及单片机与PC之间的通信。,第6章 51系列单片机的串行通信,2019/5/25,4,6.1 串行通信概述,6.1.1 串行通信的基本方式,通信:计算机与计算机之间或
2、者与外设之间的信息交换。 通信的基本方式:并行通信和串行通信。 并行通信:一个数据编码字符的所有位都同时发送、并排传输, 又同时被接收的方式。 串行通信:一个数据编码字符的所有位按一定顺序,一位接着一 位被发送和接收的方式。,1. 异步通信方式: 在异步通信中,数据是以字符为单位进行传送的,一个字符又称为一帧信息(或者一帧数据)。,按照串行通信数据的时钟同步方式,可分为异步通信方式和同步通信方式。,2019/5/25,5, 起始位:逻辑“0”,占1位。发送器通过发送起始位以通知接收端有一个字符数据开始传送,准备接收。 数据位:起始位之后就是传送的数据位,数据位可以是5位、6位、7位或8位,是逻辑“0”或者逻辑“1”。数据位中,总是低位在前(左),高位在后(右)。,(1)帧结构 一帧信息由4部分组成:起始位、数据位、奇偶校验位和停止位 。,6.1 串行通信概述,2019/5/25,6, 奇偶校验位:位于数据位后,占1位。用于对字符传送作 正确性检查。常有3种情况:奇校验、偶校验和无校验。当该位不 用于校验时可作为控制位,用于表征该字符所代表的信息性质 (地址/数据)。 停止位:停止位在最
3、后,用于标志一个字符信息传送结 束,它对应于逻辑“1”状态。停止位可以是1位、1.5位或者2位。 两帧信息之间可以无空闲位,也可以有若干空闲位。,6.1 串行通信概述,(2)波特率(Baud Rate),波特率是指单位时间内传送的信息量。当用二进制数位表示时,即为每秒钟传送的二进制位数(也称比特率),单位是bps(或b/s),即位/秒。要求接收和发送方保持相同的波特率。常用的波特率是50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200位/秒。,2019/5/25,7,2. 同步通信方式,同步通信是以数据块的方式传送的。每一数据块开头附加一个或两个同步字符,在数据块的末尾加差错校验字符。在同步通信中,由同一频率的时钟脉冲来实现发送与接收双方的同步。,6.1 串行通信概述,2019/5/25,8,6.1 串行通信概述,6.1.2 串行通信的数据传送方式,串行数据通信按照数据传输方向可以分为三种方式。,1. 单工(Simplex)方式 单工方式的数据传送是单方向的。通信双方中一方固定为发送端,另一方则固定为接收端。单工方式的串行通信,只需要一条数据
4、线。如图所示。例如计算机与打印机之间的串行通信就是单工方式,因为只能是计算机向打印机传送数据,而不可能有相反方向的数据传送。,(a)单工方式,2019/5/25,9,半双工方式的数据传送是双向的,但同一时间只能由其中的一方发送数据,另一方接收数据,任何一方不可同时发送和接收数据。因此半双工方式既可以使用一条数据线,也可以使用两条数据线。如图 (b)所示。,2. 半双工(Half-duplex)方式,6.1 串行通信概述,(b)半双工方式,2019/5/25,10,3. 全双工(Full-duplex)方式,全双工方式的数据传送是双向的,任何一方可以同时发送和接收数据,因此全双工方式的串行通信需要两条数据线。如图 (c)所示。,6.1 串行通信概述,(c)全双工方式,2019/5/25,11,在设计通信接口时,根据需要选择接口标准(明确定义由若干条信号线,使接口电路标准化、通用化),并考虑传输介质、电平转换等问题。如果是几米的数据传送,只需要TXD、RXD和GND三条线;如果距离小于15米,采用RS-232C接口标准,可提高信号幅度加大传送距离。如果是长距离传送,可采用RS-422标准。
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