浙江大学：《单片机原理与接口》第七章 80C51单片微机的串行口原理及应用

第七革 80C5单片微机的行口 理及应用

第七章 80C51单片微机的串行口 原理及应用

通常把计算机与外界的数据传送称为通信,随着80C51 应用范围的不断拓宽,单台仪器仪表或控制器往往会带有不止 个的单片微机,而多个智能仪器仪表或控制器在单片微机应 用系统中又常常会构成一个分布式采集、控制系统,上层由PC 进行集中管理等。单片微机的通信功能也随之得到发展

通常把计算机与外界的数据传送称为通信，随着80C51 应用范围的不断拓宽，单台仪器仪表或控制器往往会带有不止 一个的单片微机，而多个智能仪器仪表或控制器在单片微机应 用系统中又常常会构成一个分布式采集、控制系统，上层由PC 进行集中管理等。单片微机的通信功能也随之得到发展

7.1串行数据通信概述 1.并行传送方式与串行传送方式 计算机的数据传送共有两种方式:并行数据传送和串行 数据传送。 (1)并行传送方式 在数据传输时,如果一个数据编码字符的所有各位都同时 发送、并排传输,又同时被接收,则将这种传送方式称为并行传 送方式。并行传送方式要求物理信道为并行内总线或者并行外总 线 并行数据传送方式的特点是传送速度快、效率高。但由于 需要的传送数据线多,因而传输成本高。并行数据传输的距离通 常小于30米。而在计算机内部的数据传送都是并行传送的

7.1 串行数据通信概述 ⒈ 并行传送方式与串行传送方式 计算机的数据传送共有两种方式∶并行数据传送和串行 数据传送。 ⑴ 并行传送方式 在数据传输时，如果一个数据编码字符的所有各位都同时 发送、并排传输，又同时被接收，则将这种传送方式称为并行传 送方式。并行传送方式要求物理信道为并行内总线或者并行外总 线。 并行数据传送方式的特点是传送速度快、效率高。但由于 需要的传送数据线多，因而传输成本高。并行数据传输的距离通 常小于30米。而在计算机内部的数据传送都是并行传送的

(2)串行传送方式 在数据传输时,如果一个数据编码字符的所有各位不是同 时发送,而是按一定顺序,一位接着一位在信道中被发送和接收 则将这种传送方式称为串行传送方式。串行传送方式的物理信道 为串行总线。 串行数据传送方式的特点是成本低,但速度慢。 计算机与外界的数据传送大多是串行的,其传送距离可以 从几米直到几千公里

⑵ 串行传送方式 在数据传输时，如果一个数据编码字符的所有各位不是同 时发送，而是按一定顺序，一位接着一位在信道中被发送和接收， 则将这种传送方式称为串行传送方式。串行传送方式的物理信道 为串行总线。 串行数据传送方式的特点是成本低，但速度慢。 计算机与外界的数据传送大多是串行的，其传送距离可以 从几米直到几千公里

2.单工方式、半双工方式、全双工方式 按照信号传输的方向和同时性,一般把传送方式分为单工 方式、半双工方式和全双工方式三种。 (1)单工方式 信号(不包括联络信号)在信道中只能沿一个方向传送,而 不能沿相反方向传送的工作方式称为单工方式。 (2)半双工方式 通信的双方均具有发送和接收信息的能力,信道也具有双 向传输性能,但是,通信的任何一方都不能同时既发送信息又接 收信息,即在指定的时刻,只能沿某一个方向传送信息。这样的 传送方式称为半双工方式。半双工方式大多采用双线制。 (3)全双工方式 若信号在通信双方之间沿两个方向同时传送,任何一方在 同一时刻既能发送又能接收信息,这样的方式称为全双工方式。可

⒉ 单工方式、半双工方式、全双工方式 按照信号传输的方向和同时性，一般把传送方式分为单工 方式、半双工方式和全双工方式三种。 ⑴ 单工方式 信号(不包括联络信号) 在信道中只能沿一个方向传送，而 不能沿相反方向传送的工作方式称为单工方式。 ⑵ 半双工方式 通信的双方均具有发送和接收信息的能力，信道也具有双 向传输性能，但是，通信的任何一方都不能同时既发送信息又接 收信息，即在指定的时刻，只能沿某一个方向传送信息。这样的 传送方式称为半双工方式。半双工方式大多采用双线制。 ⑶ 全双工方式 若信号在通信双方之间沿两个方向同时传送，任何一方在 同一时刻既能发送又能接 收信息，这样的方式称为全双工方式

3.异步传输和同步传输 在数据通信中,要保证发送的信号在接收端能被正确地接 收,必须采用同步技术。常用的同步技术有两种方式,一种称为 异步传输也称起止同步方式,另一种称为同步传输也称同步字符 同步方式。 (1)异步传输 异步传输以字符为单位进行数据传输,每个字符都用起始 位、停止位包装起来,在字符间允许有长短不一的间隙。 在单片微机中使用的串行通信都是异步方式。 (2)同步传输 同步传输用来对数据块进行传输,一个数据块中包含着许 多连续的字符,在字符之间没有空闲。同步传输可以方便地实现 某一通信协议要求的帧格式

⒊ 异步传输和同步传输 在数据通信中，要保证发送的信号在接收端能被正确地接 收，必须采用同步技术。常用的同步技术有两种方式，一种称为 异步传输也称起止同步方式，另一种称为同步传输也称同步字符 同步方式。 ⑴ 异步传输 异步传输以字符为单位进行数据传输，每个字符都用起始 位、停止位包装起来，在字符间允许有长短不一的间隙。 在单片微机中使用的串行通信都是异步方式。 ⑵ 同步传输 同步传输用来对数据块进行传输，一个数据块中包含着许 多连续的字符，在字符之间没有空闲。同步传输可以方便地实现 某一通信协议要求的帧格式

4.波特率( BAUD RATE) 串行通信的传送速率用于说明数据传送的快慢,波特率表 示串行通信时每秒钟传送”位”的数目,比如1s传送bi,就是 1波特。即1波特=1bi(位秒) 串行通信常用的标准波特率在RS-232C标准中已有规定, 如波特率为600、1200、2400、4800、9600、19200等等。 假若数据传送速率为120字符/s,而每一个字符帧已规定为 10个数据位,则传输速率为120×10=1200bits,即波特率为 1200,每一位数据传送的时间为波特率的倒数: T=1÷1200=0.833ms

⒋ 波特率(BAUD RATE) 串行通信的传送速率用于说明数据传送的快慢，波特率表 示串行通信时每秒钟传送”位” 的数目，比如1s传送1bit，就是 1波特。即1波特＝1bit/s(位/秒) 串行通信常用的标准波特率在RS-232C标准中已有规定， 如波特率为600、1200、2400、4800、9600、19200等等。 假若数据传送速率为120字符/s，而每一个字符帧已规定为 10个数据位，则传输速率为120×10＝1200bit/s，即波特率为 1200，每一位数据传送的时间为波特率的倒数： T＝1÷1200＝0.833ms

7.280C51串行口及控制 7.2.180C51串行口结构 串行数据通信主要有两个技术问题,一个是数据传送,另 一个是数据转换。数据传送主要解决传送中的标准、数据帧格式 及工作方式等。数据转换要解决把数据进行串、并行的转换,这 种转换通常由通用异步接收发送器(UART)电路来完成。数据发 送端,要把并行数据转换为串行数据,而在数据接收端,要把串 行数据转换为并行数据。80C51中已集成有UART,有的型号在 内部还集成了两个UART。而在其它一些型号中又增加了新的串 行口,如8XC552中就增加了具有PC总线功能的串行口

7.2 80C51串行口及控制 7.2.1 80C51串行口结构 串行数据通信主要有两个技术问题，一个是数据传送，另 一个是数据转换。数据传送主要解决传送中的标准、数据帧格式 及工作方式等。数据转换要解决把数据进行串、并行的转换，这 种转换通常由通用异步接收发送器(UART) 电路来完成。数据发 送端，要把并行数据转换为串行数据，而在数据接收端，要把串 行数据转换为并行数据。80C51中已集成有UART，有的型号在 内部还集成了两个UART。而在其它一些型号中又增加了新的串 行口，如 8XC552中就增加了具有I 2C总线功能的串行口

80C51中的串行口是一个全双工的异步串行通信接口,它 可作UART(通用异步接收和发送器)用,也可作同步移位寄 存器用。 所谓全双工的异步串行通信接口,是说该接口可以同时 进行接收和发送数据,口内的接收缓冲器和发送缓冲器在物理 上是隔离的,即是完全独立的。可以通过访问特殊功能寄存器 SBUF,来访问接收缓冲器和发送缓冲器。接收缓冲器具有双缓 冲的功能,即它在接收第一个数据字节后,能接收笫二个数据 字节。但是在接收完第二个字节后,若笫一个数据字节还未取 走,那么该数据字节将丢失。 80C51串行口基本结构如图7-1所示。主要由两大部分组 成

80C51中的串行口是一个全双工的异步串行通信接口，它 可作UART（通用异步接收和发送器）用，也可作同步移位寄 存器用。 所谓全双工的异步串行通信接口，是说该接口可以同时 进行接收和发送数据，口内的接收缓冲器和发送缓冲器在物理 上是隔离的，即是完全独立的。可以通过访问特殊功能寄存器 SBUF，来访问接收缓冲器和发送缓冲器。接收缓冲器具有双缓 冲的功能，即它在接收第一个数据字节后，能接收笫二个数据 字节。但是在接收完第二个字节后，若笫一个数据字节还未取 走，那么该数据字节将丢失。 80C51串行口基本结构如图7–1所示。主要由两大部分组 成

1.波特率发生器: 主要由T1、T2及内部的一些控制开关和分频器所组成。 它提供串行口的时钟信号为 TXCLOCK(发送时钟)和 RXCLOCK(接收时钟)。相应的控制波特率发生器的特殊功 能寄存器有TMOD、TCON、T2CON、PCON、TL1、TH TL2、TH2等

⒈ 波特率发生器： 主要由T1、T2 及内部的一些控制开关和分频器所组成。 它提供串行口的时钟信号为TXCLOCK（发送时钟）和 RXCLOCK（接收时钟）。相应的控制波特率发生器的特殊功 能寄存器有TMOD、TCON、T2CON、PCON、TL1、TH1、 TL2、TH2等