大连理工大学：《单片机系统及应用》课程教学资源（PPT课件）第7章 单片机串行通信

第7章单片机的串行通信

第7章 单片机的串行通信

通信的基本概念717.1.1并行和串行通信的基本原理1.并行通信将一个数据的所有位同时传送的方式称为并行通信。特征：除了基准地外，连接数据线的条数等于所传送数据的位数优点：效率高。缺点：线路多且复杂，传输距离近。计算机2计算机1或外设GNDGND

1.并行通信 将一个数据的所有位同时传送的方式称为并行通信。  特征：除了基准地外，连接数据线的条数等于所传送数据的位数。  优点：效率高。  缺点：线路多且复杂，传输距离近。 7.1 通信的基本概念 7.1.1并行和串行通信的基本原理

2.串行通信将一个数据按位逐个传送的方式称为串行通信。基本特征：除了基准地外，最简单的连接就是收/发两条线。优点：线路少、简单，传输距离远缺点：效率低。发送计算机2计算机1接收或外设GNDGND3.通信控制规程或通信协议通信双方就如何交换信息必须遵循的规则和约定称为通信控制规程，国家或国际上的标准称为通信协议

2.串行通信 将一个数据按位逐个传送的方式称为串行通信。  基本特征：除了基准地外，最简单的连接就是收/发两条线。  优点：线路少、简单，传输距离远。  缺点：效率低。 3.通信控制规程或通信协议 通信双方就如何交换信息必须遵循的规则和约定称为通信控制规 程，国家或国际上的标准称为通信协议

7.1.2串行的同步和异步通信1.同步串行通信收/发双方使用同一个时钟控制数据传输的方式称为同步通信。基本特征：发送和接收时钟保持严格同步。同步通信中所使用的数据格式根据所采用的控制规程又可分为面向字符型和面向比特型两种。面向字符型的数据格式分为单同步、双同步和外同步。单同步：发送方先传送一个同步字符，再传送数据块和结束符，接收方检测到同步字符后接收数据。双同步：发送方先传送二个同步字符，再传送数据块和结束符，接收方检测到同步字符后接收数据外同步：用一条专线传送同步字符，以实现收发双方同步操作

7.1.2串行的同步和异步通信 1.同步串行通信 收/发双方使用同一个时钟控制数据传输的方式称为同步通信。  基本特征：发送和接收时钟保持严格同步。  同步通信中所使用的数据格式根据所采用的控制规程又可分为面向字 符型和面向比特型两种。  面向字符型的数据格式分为单同步、双同步和外同步。  单同步：发送方先传送一个同步字符，再传送数据块和结束符，接收 方检测到同步字符后接收数据。  双同步：发送方先传送二个同步字符，再传送数据块和结束符，接收 方检测到同步字符后接收数据。  外同步：用一条专线传送同步字符，以实现收发双方同步操作

2.异步串行通信收/发双方各自使用各自的时钟控制数据发送与接收的方式称为异步通信。基本特征：字符顿时钟：接收/发送频率相同以起始位作为同步信号

2.异步串行通信 收/发双方各自使用各自的时钟控制数据发送与接收的方式称为异 步通信。  基本特征：字符帧  时钟：接收/发送频率相同  以起始位作为同步信号

7.1.3串行通信的数据通路形式串行通信，具有以下3种数据通路形式：·单工：数据单向传送，只有1根数据线，收发双发不能互换。例如遥控、遥测等半双工：又称双向交替通信。通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送，也不能同时接收。如对讲机全双工：发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行。如电话

7.1.3串行通信的数据通路形式 串行通信，具有以下3种数据通路形式：  单工：数据单向传送，只有1根数据线，收发双发不能互换。例如遥 控、遥测等  半双工：又称双向交替通信。通信的双方都可以发送信息，但不能双 方同时发送，也不能同时接收。如对讲机  全双工：发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行。如电话

数据线数据线发送端发送端接收端接收端地线地线（a）单工形式（b）半双工形式数据线1发送端接收端数据线2地线（c）全双工形式图7.3串行通信的数据通路形式

图7.3 串行通信的数据通路形式 发送端 接收端 地线 数据线1 数据线2 （c）全双工形式 发送端 接收端 地线 数据线 （b）半双工形式 发送端 接收端 数据线 地线 （a）单工形式

串行通信接口7.1.48个D触发器串联构成一个串状态寄存器入锁存器，再用8个三态门统一控制井行输出控制寄存器A数据输入缓冲器仓并行数据内部总线申行输入并行输出串行输入CPU转换移位寄存器并行输入串行输出串行输出转换移位寄存器个并行数据数据输出缓冲器发送时钟接收时钟图7.4通用异步接收/发送器的典型结构

7.1.4 串行通信接口 图7.4 通用异步接收/发送器的典型结构 8个D触发器串联构成一个串 入锁存器，再用8个三态门 统一控制并行输出

接口的功能数据缓冲器存放接收/发送数据的专用部件一般接口可以有几种工作方式控制寄存器让接口按某种方式进行工作的控制字：状态寄存器发送方在发送数据前要了解接收方是否做好准备，处于什么状态（接收数据的空间是否为空。实际应用中，一个接口通常要有3个单元来表示控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器。有的机器可能会使用多个单元存放数据，统称为数据缓冲器

 接口的功能 数据缓冲器 存放接收/发送数据的专用部件。 一般接口可以有几种工作方式。 控制寄存器 让接口按某种方式进行工作的控制字； 状态寄存器 发送方在发送数据前要了解接收方是否做好准备，处于什么状态 （接收数据的空间是否为空。 实际应用中，一个接口通常要有3个单元来表示控制寄存器、状态 寄存器和数据寄存器。有的机器可能会使用多个单元存放数据，统称 为数据缓冲器

波特率与发送/接收时钟的区别波特率是指数据传输的速率。发送/接收时钟是发送端的发送频率和接收端的接收频率。般用异步通讯方式，发送和接收的时钟是不同步的，他们的时钟也没有严格要求：如果用同步方式，传输距离近，而且受干扰也严重，这种方式就要求两边的时钟严格一致，通讯中通常用软件设置。在单片机与PC机的通信中，一般由单片机的定时器做波特率发生器，PC端用专用软件可调，只要调一个相同的波特率就可以了！！！

波特率与发送/接收时钟的区别  波特率是指数据传输的速率。  发送/接收时钟是发送端的发送频率和接收端的接收频率。 一般用异步通讯方式，发送和接收的时钟是不同步的，他们的时 钟也没有严格要求； 如果用同步方式，传输距离近，而且受干扰也严重，这种方式就 要求两边的时钟严格一致，通讯中通常用软件设置。 在单片机与PC机的通信中，一般由单片机的定时器做波特率发生 器，PC端用专用软件可调，只要调一个相同的波特率就可以了！！！