串口通信原理及操作流程课件.ppt

1、串行口通讯原理及操作流程串行口通讯原理及操作流程1 并行通信方式并行通信方式 串行通信方式串行通信方式并行与串行通信方式比较并行与串行通信方式比较8位数据同时传送数据传输速度快传输线多长距离传输成本高8位数据顺位传送数据传输速度相对较慢传输线少长距离传输成本低数据传输控制较为复杂数据传输较为简单2 异步与同步串行通信方式异步与同步串行通信方式 异步串行通信方式异步串行通信方式 同步串行通信方式同步串行通信方式不要求收发双方时钟严格一致每个字符要附加23位（起始位、校验位、停止位）各帧之间有任意间隔，位之间间隔一定用于单片机和单片机，单片机与计算机之间通信发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方

2、完全同步每个字符之间不留空隙，既保持位同步关系也保持字符同步关系以特定的位组合01111110作为帧的开始和结束标志实现的硬件设备较为复杂3单片机串口单片机串口4测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异步总线标准有三种：步总线标准有三种：RS-232RS-232（RS-232A RS-232B RS-232CRS-232A RS-232B RS-232C）RS-449 RS-449（RS422 RS423 RS485RS422 RS423 RS485）20mA20mA电流环电流环 这里重点介绍这里重点介绍RS-232 RS

3、-232 RS-232C RS-232C：速率：速率：20Kbit/S20Kbit/S，最大通信距离：最大通信距离：15m15m RS422 RS422：10Mbit/s10Mbit/s：300m 300m 90Kbit/s 90Kbit/s：1200m1200m5RS-232RS-232电平与电平与TTLTTL电平的转换电平的转换计算机为 RS-232电平信号，单片机为TTL电平信号（TXD P3.1口 发送 RXD P3.0口 接收）计算机与单片机的通信根本在于不同电平信号之间的转换和传输6 单片机串口原理图单片机串口原理图7波特率和定时器初值的设定波特率和定时器初值的设定波特率：每秒传输

4、二进制代码的位数。（1波特=1位/秒，单位bps(位/秒)）串行口4种工作方式对应波特率：(见P131)（串口常用工作方式1）电源管理寄存器PCON SMOD-串口通信波特率有关 SMOD=0:串口方式1,2,3时，波特率正常 SMOD=1:串口方式1,2,3时，波特率加倍TI溢出率：T1定时器溢出的频率，即 TI定时器每次溢出所需时间T的倒数1/T。8常用波特率初值表常用波特率初值表注：串口方式1定时器1方式2 常用晶振11.0592（MHZ）波特率9600 SMOD=0 初值:TL0=0 xfd TH0=0 xfd 十进制数：(253)9 RXD TXD GNDRXDTXDGNDRXDTX

5、DGND电电平平转转换换RXDTXDGNDRXDTXDGND电电平平转转换换RXDTXDGND微机微机微机其他微机其他设备设备较远距离传送电较远距离传送电路路近距离传送电路近距离传送电路10微机接口调制解调器调制解调器接口微机电话分机电话分机远距离传送电路远距离传送电路 数字信号通过调制器变成模拟信号通过电话线传送到对方，接收方通过解调器将模拟信号转换成数字信号接收。11 RXD TXD GNDTXDGND8xx518xx518xx518xx51RXD12VCCEAC1C2RSTXTAL1XTAL2TXDRXD89C51C1C2T1INR1OUTC2R1INT1OUTV-V+VCCC1C3C4

6、C5GNDGNDC1=C2=C3=C4=C5=1FMAX23215PC机机COM1或或COM212346789+5V+5V5151单片机与计算机的通信单片机与计算机的通信135151单片机串行口结构单片机串行口结构51单片机串行口是可编程全双工的通信接口，能同时进行数据的发送和接收，也可作为同步移位寄存器使用。51单片机串行口组成：1.两个独立的串行数据缓冲寄存器SBUF（一个发送缓冲寄存器，一个接收缓冲寄存器 2.发送控制器 3.接受控制器 4.输入移位寄存器 5.若干控制门电路单片机通过特殊功能寄存器SBUF对串行接收或串行发送寄存器进行访问，两个寄存器共用一个地址，但在物理意义上是两个独

7、立的寄存器。14发送发送SBUF（99H）控制门控制门RXD(P3.0)TXD(P3.1)中断中断接收接收SBUF（99H）定定时时器器T1发送控制器发送控制器接收控制器接收控制器输入移位寄存器输入移位寄存器TIRI串行口基本结构串行口基本结构A15串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON SCON SM0SM1 SM2RENTB8RB8TIRI方式选择多机控制串行接收允许/禁止欲发的第九位收到的第九位发送中断有/无接收中断有/无SM0.SM1:SM0.SM1:串行口工作方式控制位。串行口工作方式控制位。0 0-0 0-方式方式0,0 1-0,0 1-方式方式1 1 1 0-1 0-方式方式2

8、,1 1-2,1 1-方式方式3 3RENREN：串行接收允许位。：串行接收允许位。0-0-禁止接收禁止接收,1-,1-允许接收允许接收TB8:TB8:在方式在方式2,32,3中中,TB8,TB8是发送机要发送的第是发送机要发送的第9 9位数据。位数据。16RB8:在方式2,3中,RB8是接受机收到的第9位数据,该数据来自发送机的TB8。TI:发送中断标志位。发送前必须用软件清零，发 送过程中TI保持零电平,发送完一帧数据后，由 硬件置“1”，如果再发送,必须用软件再清零。RI:接收中断标志位。接收前,必须用软件清零,接 收过程中RI保持零电平，接收完一帧数据后由 片内硬件自动置“1”。如果再

9、接收必须用软件清 零。17SM2:多机通信控制位多机通信控制位 主要用于方式2、3。在不同串口工作方式下，通过控制SM2，可以实现多机通信。SM2作用:在方式2,3中，发送机SM2=1(程序设置).接收机SM2=1,若RB8=1,激活RI,引起接收中断RB8=0,不激活RI,不引起接断。SM2=0,无论RB8=1还是RB8=0均激活RI引起接收中断。在方式 0 中,SM2应置为0。在方式1中,当接收时当接收时SM2=1,SM2=1,则只有收到有效停止位则只有收到有效停止位才激活才激活RIRI。18串行口方式串行口方式1 1编程与实现编程与实现串行口工作方式1数据形式：10位数据，1位起始位（0

10、），8位数据位（最低位在前，最高位在后），1位停止位（1）。帧之间可有空闲也可无空闲。数据输出时序图：数据输出时序图：19数据输入时序图：数据输入时序图：串口初始化设置：串口初始化设置：确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）计算T1的初值，装载TH1，TL1；启动T1（编程TCON中的TR1位）确定串行口工作方式（编程SCON寄存器）串行口工作在中断方式时，进行中断设置（编程IE，IP寄存器）20#include#define uchar unsigned charuchar a,flag;void init()TMOD=0 x20;/设置定时器 1 为模式 2 TH1=0 xfd;/装初值

11、设定波特率 TL1=0 xfd;TR1=1;/启动定时器 SM0=0;/串口通信模式设置 SM1=1;REN=1;/串口允许接收数据 EA=1;/开总中断 ES=1;/开串行中断串口初始化程序分析串口初始化程序分析21void main()init();while(1)if(flag=1)/如果有数据则进入这个语句 ES=0;/进入发送数据时先关闭串行中断 flag=0;SBUF=a;/将数据原样发回 while(!TI);/等待数据发完 TI=0;ES=1;/退出进再开串行中断 主函数分析主函数分析22void serial()interrupt 4 /串行中断函数 P1=SBUF;/将数据发送给 P1 口显示（测试用）a=SBUF;/收取数据 flag=1;/标志置位 RI=0;中断函数程序分析中断函数程序分析2324