串行接口与并行接口课件.ppt

1、第九章第九章 MCS-51MCS-51串行接口串行接口 9.1 9.1 串行数据通信概述串行数据通信概述一、并行通信和串行通信一、并行通信和串行通信并行并行并行并行q数据是一位一位传送的数据是一位一位传送的串行串行1位位q优点：传输线少，连线简单优点：传输线少，连线简单q缺点：速度慢缺点：速度慢q适用于远距离适用于远距离q或数据量少的通或数据量少的通信信通通 信信串行串行串行串行串行串行串行通信串行通信打印机打印机计算机计算机网络网络鼠标鼠标扫描仪扫描仪硬盘硬盘并行、并行、串行接口的应用？串行接口的应用？I2C SPII2C SPIRS232USB常见的串行通信接口常见的串行通信接口:选通选通

2、 数据数据8位位计算机计算机并行并行外设外设1001111110011111HL有二个问题需要解决有二个问题需要解决1 1、如何区分一位？、如何区分一位？2 2、如何将一串、如何将一串0 0和和1 1还原成数据？还原成数据？1001 1111 1001 11111001 1111 1001 11111001 1111 1111 10011001 1111 1111 100110011111如何实现串行通信？如何实现串行通信？二、串行传输方式二、串行传输方式同步传输和异步传输同步传输和异步传输同步传输同步传输1位位 数据数据计算机计算机外设外设 1 2 3 4 5 6 7 81001111110

3、011111同步时钟同步时钟1位位 数据数据计算机计算机异步传输异步传输外设外设靠发送和接收速率相同来保证靠发送和接收速率相同来保证比特率：位比特率：位/秒秒(bps)(bps)波特率：码元波特率：码元/秒秒(Baud)(Baud)高位高位先送先送发送发送速率速率接收接收速率速率1 1、同步通信方式、同步通信方式 如何区分数据的起始？如何区分数据的起始？如何将一串如何将一串0 0和和1 1还原成数据？还原成数据？2 2、异步通信方式、异步通信方式 异步通信协议：异步通信协议：（1 1）没有数据发送时，数据线保持）没有数据发送时，数据线保持“1”1”状态状态（2 2）发送数据时，先发起始位）发送

4、数据时，先发起始位“0”0”，其后是数据，其后是数据（3 3）数据后再发一位停止位）数据后再发一位停止位“1“1“因此对于因此对于8 8位数据至少要发送位数据至少要发送1010位位例：若比特率为例：若比特率为9600bps9600bps，则每传输，则每传输960960帧，即帧，即960960字符字符/秒秒而每位传输时间：而每位传输时间：T=1/96000.104(ms)T=1/96000.104(ms)解决了传输一个字节的同步问题解决了传输一个字节的同步问题,如何组成一组数据的传输如何组成一组数据的传输?计算机计算机 异步传输异步传输外设外设同步头同步头数据数据7E7E7D5E7D5E7D7D

5、7D5D7D5DPPPPPP协议中协议中3 3、单工、双工、半双工方式、单工、双工、半双工方式单工：单工：广播广播双工：双工：电话电话半双工：半双工：对讲机对讲机4 4、串行通信接口、串行通信接口（1 1）UART(Universal Asynchronous Receiver/TransmitterUART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用异步接收器通用异步接收器/发送器发送器（2 2）USRT(Universal Synchronous Receiver/TransmitterUSRT(Universal Synchronous

6、Receiver/Transmitter）通用同步接收器通用同步接收器/发送器发送器8串并串并8并串并串发送发送接收接收1时钟时钟时钟时钟6 6、调制解调器、调制解调器15V15V：逻辑：逻辑1 1 15V15V：逻辑：逻辑0 05 5、RSRS232C232C标准标准美国电子工业协会美国电子工业协会EIAEIA公布的串行总线标准公布的串行总线标准DB-25DB-25DB-9DB-9最少最少3 3根线根线公用电公用电话网话网ModemModem计算机计算机计算机计算机RS232CRS232CRxD RxD（3 3）TxD TxD（2 2）地地 （5 5）9.2 MCS-519.2 MCS-51

7、串行接口串行接口 51单片机内部有一个全双工的串行接口，具有4种工作方式。与串行口有关的特殊功能寄存器(SBUF、SCON)一、串行口数据绶冲器SBUF（99H）接收、发送对应于同一地址（99H），但实际上是两个绶冲器。TxD发送发送SBUF(99H)内部内部DBTIRxD输入移位输入移位寄存器寄存器接收接收SBUF(99H)RI二、串行口控制寄存器二、串行口控制寄存器SCONSCON（98H98H）1 1、SM0SM0、SM1 SM1 控制串行口方式控制串行口方式 2 2、SM2 SM2 允许方式允许方式2 2、3 3的多机通讯特征位的多机通讯特征位 在方式2、3中若SM2=1表示接收的第九

8、位数据（RB8）为0时不激活RI。在方式1中若SM2=1只有收到有效的停止位时才会激活RI。在方式0中SM2必须为0。SM0 SM1工作方式工作方式功功 能能 简简 述述波特率波特率 0 0方式方式08位位 同步移位寄存器同步移位寄存器fosc/12 0 1方式方式110位位 UART可变可变 1 0方式方式211位位 UARTfosc/32或或/64 1 1方式方式311位位 UART可变可变3 3、REN REN 允许串行接收位，由软件置允许串行接收位，由软件置/复位复位 1 1：允许接收：允许接收 0 0：不允许接收（允许发送）：不允许接收（允许发送）4 4、TB8 TB8 在方式在方式

9、2 2、3 3中要发送的第九位数据，由软件置中要发送的第九位数据，由软件置/复位复位 5 5、RB8 RB8 在方式在方式2 2、3 3中是接收的第九位数据中是接收的第九位数据 在方式在方式1 1中若中若SM2=0SM2=0，RB8RB8是接收的停止位。是接收的停止位。在方式在方式0 0中不用中不用RB8RB8。6 6、RI RI 接收中断标志（必须由软件清除）接收中断标志（必须由软件清除）在方式在方式0 0中串行接收到第中串行接收到第8 8位结束时自动置位。位结束时自动置位。在方式在方式1 1、2 2、3 3中串行接收到停止位的中间时置位。中串行接收到停止位的中间时置位。1 1 1 11 1

10、1 11 11 11 1SBUF1111 1111RxD1RI=17 7、TI TI 发送中断标志（必须由软件清除）发送中断标志（必须由软件清除）在方式在方式0 0中串行发送第中串行发送第8 8位结束时自动置位。位结束时自动置位。在方式在方式1 1、2 2、3 3中串行发送停止位的开始时置位中串行发送停止位的开始时置位9.3 MCS-519.3 MCS-51串行接口应用举例串行接口应用举例 一、方式一、方式0 0的应用的应用1 1、扩展并口（、扩展并口（P232P232）74LS164DCP89C51RxDTxDROLED:ROLED:MOV SCON,#00HMOV SCON,#00HCLR

11、 ESCLR ESMOV A,#80HMOV A,#80HLED:LED:MOV SBUF,AMOV SBUF,AJNB TI,$JNB TI,$CLR TICLR TIACALL DELAYACALL DELAYRR ARR AAJMP LEDAJMP LEDRETRET2 2、串行显示和键盘接口（补充材料）、串行显示和键盘接口（补充材料）7 6 5 4 3 2 1 015 14 13 12 11 10 9 8P3.4P3.5805174LS1641-61-6检查有否键按下检查有否键按下7-97-9判是否抖动判是否抖动10-1310-13置哪个键按下初值置哪个键按下初值R7R708H08H一

12、排是一排是8 8键，循环键，循环8 8次次R6R6FEHFEH是先判右边键是先判右边键R3R300H00H键值初值，键值即为键号键值初值，键值即为键号二、方式二、方式1 1的应用（甲、乙通信（的应用（甲、乙通信（P233P233）一位起始位（一位起始位（0 0），），8 8位数据，一位停止位（位数据，一位停止位（1 1），共），共1010位位发送：写数据到发送：写数据到SBUFSBUF后，立即开始发送，发完后置后，立即开始发送，发完后置“1”TI1”TI接收：接收完，将接收：接收完，将8 8位数据送入位数据送入SBUFSBUF，同时后置，同时后置“1”RI1”RI接收或发送速率由波特率确定接收或发送速率由波特率确定X X256256fosc2smod/384 fosc2smod/384 波特率波特率并行并行并行通信并行通信选通选通状态状态数据数据8位位计算机计算机打印机打印机q一次传送多位数据，如一次传送多位数据，如8 8位位q优点：优点：q速度快速度快q缺点：缺点：q传输线多传输线多q适用于近距离大数据通信适用于近距离大数据通信