内蒙古农业大学：《单片机原理及应用》课程教学课件（讲稿）第七章 80C51单片机的串行数据通信

第七章80C51单片机的串行数据通信 本章要点： 。异步通信和同步通信 。串行通信波特率 串行通信的制式 ”串行通信的校验 冬串行口特殊功能寄存器 冬串行工作方式 内蒙古农业大学机电王程学院

第七章 80C51单片机的串行数据通信 ❖异步通信和同步通信 ❖串行通信波特率 ❖串行通信的制式 ❖串行通信的校验 ❖串行口特殊功能寄存器 ❖串行工作方式 本章要点： 2

计算机与外界信息交换称为通信。 通信的基本方式可分为并行通信和串行通信： 并行通信是数据的各位同时发送或同时接收； 串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。 并行通信优点：传送速度快 缺点：不便长距离传送 串行通信优点：便于长距离传送 缺点：传送速度较慢 内蒙古农业大学机电工程学院 3

串行通信优点:便于长距离传送 缺点:传送速度较慢 计算机与外界信息交换称为通信。 通信的基本方式可分为并行通信和串行通信： 并行通信是数据的各位同时发送或同时接收； 串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。 并行通信优点:传送速度快 缺点:不便长距离传送 3

串行通信的基本概念 串行通信 串行通信是将数据的各个位一位一位地， 通过单条1位宽的传输线按顺序分时传送，即 通信双方一次传输一个二进制位。串行通信与 并行通信是两种基本的数据通信方式。 发送方在发送前要将并行数据转成串行 数据，接收方接收后要完成串行数据到并行数 据的转换。 内蒙古农业大学机电工程学院

串行通信的基本概念 串行通信是将数据的各个位一位一位地， 通过单条1位宽的传输线按顺序分时传送，即 通信双方一次传输一个二进制位。串行通信与 并行通信是两种基本的数据通信方式。 发送方在发送前要将并行数据转成串行 数据，接收方接收后要完成串行数据到并行数 据的转换。 串行通信 4

Do+ D 计 Da 计 D 计 算 算 算 机 或 算机或 D. 外 机 控制线 信号地 信号地 图并行通信连接示意图 图串行通信连接示意图 内蒙古农业大学机电工程学院 5

图 并行通信连接示意图 图 串行通信连接示意图 5

与并行通信相比，串行通信的优势： ·传输线少。 ·传输距离长，长距离传送时成本低，可利用 电话网等现成的设备，现有的信道。 ·长距离内串行数据传送速率会比并行数据传 送速率快，串行通信的通信时钟频率较并行 通信容易提高。 ·抗干扰能力强，串行通信信号间的互相千扰 完全可以忽略。 内蒙古农业大学机电工程学院

与并行通信相比，串行通信的优势： • 传输距离长，长距离传送时成本低，可利用 电话网等现成的设备，现有的信道 。 • 长距离内串行数据传送速率会比并行数据传 送速率快，串行通信的通信时钟频率较并行 通信容易提高。 • 抗干扰能力强，串行通信信号间的互相干扰 完全可以忽略。 • 传输线少。 6

串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送。 串行通信的格式及约定（如：同步方式、通讯速 率、数据块格式、校验方式等)不同，形成 了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有： r通用异步收发器(UART) r通用串行总线(USB) mI2C总线 rCAN总线 rSPI总线 rRS-485,RS-232C,RS422A标准.等等 内蒙古农业大学机电工程学院 7

串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送。 串行通信的格式及约定（如：同步方式、通讯速 率、数据块格式、校验方式.等）不同，形成 了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有： ☞通用异步收发器(UART) ☞通用串行总线（USB） ☞I 2C总线 ☞CAN总线 ☞SPI总线 ☞RS-485，RS-232C，RS422A标准.等等 7

第一节串行通信概述 一、异步通信和同步通信 串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。 1、异步通信 异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。 异步通信数据传送按帧传输，一帧数据包含起始位、数 据位、校验位和停止位。 N-1 第N个字符（异步串行帧） DO DI D3 D4 D5 D7 起 校 停 传递方向 始 数据位D0~D7 验 止 位 位 位 异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单、灵活，适 用于数据的随机发送接收，但因每个字节都要建立一次同步， 即每个字符都要额外附加两位，所以工作速度较低，在单片机 中主要采用异步通信方式。 内蒙古农业大学机电工程学院

异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单、灵活，适 用于数据的随机发送/接收，但因每个字节都要建立一次同步， 即每个字符都要额外附加两位，所以工作速度较低，在单片机 中主要采用异步通信方式。 第一节 串行通信概述 一、异步通信和同步通信 串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。 1、异步通信 异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。 异步通信数据传送按帧传输，一帧数据包含起始位、数 据位、校验位和停止位。 8

2、同步通信 同步通信依靠同步字符保持通信同步。 同步通信是由1~2个同步字符和多字节数据位组成，同步 字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据（要建立发 送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步)。多 字节数据之间不允许有空隙，每位占用的时间相等，即保持位同 步关系，也保持字符同步关系。 同步字符1 同步字符2 数据1 数据2 传递方向 同步通信传输速度较快，但要求有准确的时钟来实现收发 双方的严格同步，对硬件要求较高，适用于成批数据传送。 内蒙古农业大学机电工程学院

同步通信传输速度较快，但要求有准确的时钟来实现收发 双方的严格同步，对硬件要求较高，适用于成批数据传送。 2、 同步通信 同步通信依靠同步字符保持通信同步。 同步通信是由1～2个同步字符和多字节数据位组成，同步 字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据（要建立发 送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步）。多 字节数据之间不允许有空隙，每位占用的时间相等，即保持位同 步关系，也保持字符同步关系。 9

二、串行通信波特率 波特率：模拟线路信号的速率，也称调制速率，以波 形每秒的振荡数来衡量。如果数据不压缩，波特率等 于每秒钟传输的二进制数据的位数，以位/秒（bs) 表示。 它是衡量串行通信速率的重要指标。 波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率， 否则无法成功地完成串行数据通信。 内蒙古农业大学机电工程学院 10

波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率， 否则无法成功地完成串行数据通信。 二、串行通信波特率 波特率：模拟线路信号的速率，也称调制速率，以波 形每秒的振荡数来衡量。如果数据不压缩，波特率等 于每秒钟传输的二进制数据的位数，以位/秒（b/s） 表示。 它是衡量串行通信速率的重要指标。 10

例：异步传输7位ASCl码，如果需要数据传输速率为 240字符/秒，使用1位起始位、1位奇偶校验位和1位停 止位，则： 1)波特率应该是多少？ 2)有效数据位传送速率是多少？ 3)传输效率是多少？ 答：1)波特率是 (7位数据位+1位起始位+1位校验位+1位停止位)×240 =2400b/s 2)有效数据位传送速率是：7×240=1680b/s 3)传输效率是：1680/2400=70% 内蒙古农业大学机电工程学院 11

例：异步传输7位ASCII码，如果需要数据传输速率为 240字符/秒，使用1位起始位、1位奇偶校验位和1位停 止位，则： 1）波特率应该是多少？ 2）有效数据位传送速率是多少？ 3）传输效率是多少？ 答：1）波特率是 (7位数据位+1位起始位+1位校验位+1位停止位)×240 =2400b/s 2）有效数据位传送速率是 ：7×240=1680b/s 3）传输效率是：1680/2400=70% 11