单片机原理及接口技术-89C51串行口及串行通信技术解析57页PPT
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单片机原理及接口技术(C51编程)第8章 AT89S51单片机的串行口
图8-1 串行口的内部结构
3
8.1.1 串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON，字节地址98H，可位寻址，位地址为98H～9FH，
即SCON的所有位都可用软件来进行位操作清“0”或置“1”。SCON格式见 图8-2。
图8-2 串口控制寄存器SCON格式
4
寄存器SCON各位功能： （1）SM0、SM1—串口4种工作方式选择
//点亮数据是否左移8次？是，重新送点亮数据
SBUF=nSendByte;
// 向74LS164串行发送点亮数据
}
TI=0;
RI=0;
}
19
程序说明： （1）程序中定义了全局变量nSendByte，以便在中断服务程序中能访问 该变量。nSendByte用于存放从串行口发出的点亮数据，在程序中使用左移 1 位 操 作 符 “ <<” 对 nSendByte 变 量 进 行 移 位 ， 使 得 从 串 口 发 出 的 数 据 为 0x01、0x02、0x04、0x08、0x10、0x20、0x40、0x80，从而流水点亮各个 发光二极管。 （2）程序中if语句的作用是当nSendByte左移1位由0x80变为0x00后， 需对变量nSendByte重新赋值为1。 （3）主程序中SBUF=nSendByte语句必不可少，如果没有该语句，主程序 并不从串行口发送数据，也就不会产生随后的发送完成中断。 （4）两条语句 “while（1）{;}”实现反复循环的功能。
（4）TB8—发送的第9位数据 在方式2和方式3时，TB8是要发送的第9位数据，其值由软件置“1”或清
“0”。 在双机串行通信时，TB8一般作为奇偶校验位使用；也可在多机串行通信中
表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为地址帧，TB8=0为数据帧。
《单片机串行接口》课件
《单片机串行接口》PPT课件
目录
CONTENTS
• 单片机串行接口概述 • 单片机串行接口的硬件结构 • 单片机串行接口的编程实现 • 单片机串行接口的调试与测试 • 单片机串行接口的应用实例
01
CHAPTER
单片机串行接口概述
定义与特点
定义：单片机串行接口是指单片机与其 他设备或系统之间进行串行通信的接口 。
示波器
用于测量信号的波形和参数，如电压、频率等。
逻辑分析仪
用于分析单片机的串行接口信号，以便于调试和 测试。
串行接口的性能评估
传输速率
评估串行接口的传输速度，确保满足应用需 求。
误码率
评估数据传输的准确性，确保数据传输无误 码。
兼容性
评估串行接口与其他设备的兼容性，以便于 与其他设备进行通信。
05
串行接口的中断处理
中断请求
当串行接口接收到数据或发生错误时，会产生 中断请求信号。
中断服务程序
在中断服务程序中，根据中断类型执行相应的 处理操作，如数据接收或错误处理。
中断优先级
根据实际情况，为不同的中断类型分配不同的优先级，以确保重要中断得到及 时处理。
04
CHAPTER
单片机串行接口的调试与测 试
为了提高数据传输的准确性，可以选择奇校验或偶校 验方式。
串行数据的发送与接收
发送数据
将要发送的数据按照串行 协议打包，并通过串行接 口发送出去。
接收数据
从串行接口接收数据，并 根据协议进行解析，提取 出有用的信息。
数据缓冲
为了提高数据传输的效率 ，可以设置数据缓冲区， 以暂存待发送或待处理的 数据。
单片机串行接口的硬件结构
串行接口的电路组成
目录
CONTENTS
• 单片机串行接口概述 • 单片机串行接口的硬件结构 • 单片机串行接口的编程实现 • 单片机串行接口的调试与测试 • 单片机串行接口的应用实例
01
CHAPTER
单片机串行接口概述
定义与特点
定义：单片机串行接口是指单片机与其 他设备或系统之间进行串行通信的接口 。
示波器
用于测量信号的波形和参数，如电压、频率等。
逻辑分析仪
用于分析单片机的串行接口信号，以便于调试和 测试。
串行接口的性能评估
传输速率
评估串行接口的传输速度，确保满足应用需 求。
误码率
评估数据传输的准确性，确保数据传输无误 码。
兼容性
评估串行接口与其他设备的兼容性，以便于 与其他设备进行通信。
05
串行接口的中断处理
中断请求
当串行接口接收到数据或发生错误时，会产生 中断请求信号。
中断服务程序
在中断服务程序中，根据中断类型执行相应的 处理操作，如数据接收或错误处理。
中断优先级
根据实际情况，为不同的中断类型分配不同的优先级，以确保重要中断得到及 时处理。
04
CHAPTER
单片机串行接口的调试与测 试
为了提高数据传输的准确性，可以选择奇校验或偶校 验方式。
串行数据的发送与接收
发送数据
将要发送的数据按照串行 协议打包，并通过串行接 口发送出去。
接收数据
从串行接口接收数据，并 根据协议进行解析，提取 出有用的信息。
数据缓冲
为了提高数据传输的效率 ，可以设置数据缓冲区， 以暂存待发送或待处理的 数据。
单片机串行接口的硬件结构
串行接口的电路组成
单片机原理及其接口技术 单片机基础知识PPT课件
每秒只能运行5千次加法运算
1946年情人节，世界上第一台电子计算机诞生
第9页/共79页
ENIAC—Electronic Numerical Integrator
1947年贝尔实验室 发明了晶体管
• 计算机经历了五个时代 • 电子管计算机 • 晶体管计算机 • 集成电路计算机 • 大规模、超大规模集成电路计算机 • 智能计算机
第30页/共79页
2．二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要特
点是： (1) 任何二进制数都只由0和1两个数码组成， 其
基数是2。 优点(：2 )运进算借规则位简规单则，是易“用逢电二子进器一件，实借现一运算当。二 ” 。 缺一点般：在不数直的观后，面表用示符同号一B数表值示须这用个较数多是的位二。进 制 数 。
单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机芯片开关输入led显示数码管显示串行模块键盘输入鼠标输入crt或led显示器输出主机内有cpu存储器等部件单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页11111计算机的问世112计算机经历了五个时代113微型计算机结构框图及单片机定义114单片机的发展状况115单片机的特点及应用领域单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页1946年情人节世界上第一台电子计算机诞生重30吨占地170平方米17468个电子管6万个电阻器1万个电容器6千个开关每秒只能运行5千次加法运算耗电174千瓦每15分钟就可能烧掉一支真空管每次一开机整个费城西区的电灯都为之黯然失色11单片机概述111计算机的问世单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页智能计算机eniacelectronicnumericalintegrator1947年贝尔实验室发明了晶体管第一个半导体集成电路1958年112计算机经历了五个时代单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页计算机巨型机微型机通用微机单片机通用单片机专用单片机小型机单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页集成在同一块芯片上单片机113微型计算机结构框图及单片机定义微型计算机由运算器控制器存储器输入设备和输出设备五大部分组成存储器romramio接口io设备输入输出地址总线ab数据总线db控制总线cbcpu运算器控制器单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机是一种把处理器cpu随机存储器ram只读存储器rom多种io口等功能集成到一块芯片上的小而完善的计算机系统
1946年情人节，世界上第一台电子计算机诞生
第9页/共79页
ENIAC—Electronic Numerical Integrator
1947年贝尔实验室 发明了晶体管
• 计算机经历了五个时代 • 电子管计算机 • 晶体管计算机 • 集成电路计算机 • 大规模、超大规模集成电路计算机 • 智能计算机
第30页/共79页
2．二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要特
点是： (1) 任何二进制数都只由0和1两个数码组成， 其
基数是2。 优点(：2 )运进算借规则位简规单则，是易“用逢电二子进器一件，实借现一运算当。二 ” 。 缺一点般：在不数直的观后，面表用示符同号一B数表值示须这用个较数多是的位二。进 制 数 。
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第六章89C51串行口及串行通信技术
●作为 UART 使用。 ●作为同步移位寄存器用。 ? 功能： ●扩展 IO口。 ●通过计算机串口实现与 PC机的单机或多机通讯。 ●实现单片机系统之间的点对点单机通讯。
（1）异步通信
? 异步通信用起始位0表示字符的开始，然后从低位到高位逐 位传送数据，最后用停止位1表示字符结束，如后图所示。 一个字符又称一帧信息。图中，一帧信息包括1位起始位、 8位数据位和 1位停止位，图中，数据位增加到 9位。在 C8051F单片机系统中，第9位数据D8可以用作奇偶校验位， 也可以用作地址／数据帧的标识位，D8＝1表示该帧信息传 送的是地址，D8＝0表示传送的是数据。两帧信息之间可以 无间隔，也可以有间隔，且间隔时间可任意改变，间隔用 空闲位“1”来填充。
11
（3）波特率
? 波特率（Baud rate）即调制速率，指的是信号被调制以后 在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数。 它是对符号传输速率的一种度量，1波特即指每秒传输1个符 号。
比特率：每秒钟传送的二进制位数，用 b / s 表示 （b表示bit） 波特率是指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内 载波调制状态改变的次数来表示，其单位是波特（Baud）。 波特率与比特率的关系是比特率=波特率X单个调制状态对 应的二进制位数。
15
（2）串行通信协议 ? 通信协议（ communications protocol ）是指双方实
体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议 定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的 信息与含义，连接方式，信息发送和接收的时序， 从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。
16
（2）串行通信协议
8
异步通信的优缺点
? 通常，异步通信的波特率为50～9600bit/s。 ? 异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符
（1）异步通信
? 异步通信用起始位0表示字符的开始，然后从低位到高位逐 位传送数据，最后用停止位1表示字符结束，如后图所示。 一个字符又称一帧信息。图中，一帧信息包括1位起始位、 8位数据位和 1位停止位，图中，数据位增加到 9位。在 C8051F单片机系统中，第9位数据D8可以用作奇偶校验位， 也可以用作地址／数据帧的标识位，D8＝1表示该帧信息传 送的是地址，D8＝0表示传送的是数据。两帧信息之间可以 无间隔，也可以有间隔，且间隔时间可任意改变，间隔用 空闲位“1”来填充。
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（3）波特率
? 波特率（Baud rate）即调制速率，指的是信号被调制以后 在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数。 它是对符号传输速率的一种度量，1波特即指每秒传输1个符 号。
比特率：每秒钟传送的二进制位数，用 b / s 表示 （b表示bit） 波特率是指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内 载波调制状态改变的次数来表示，其单位是波特（Baud）。 波特率与比特率的关系是比特率=波特率X单个调制状态对 应的二进制位数。
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（2）串行通信协议 ? 通信协议（ communications protocol ）是指双方实
体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议 定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的 信息与含义，连接方式，信息发送和接收的时序， 从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。
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（2）串行通信协议
8
异步通信的优缺点
? 通常，异步通信的波特率为50～9600bit/s。 ? 异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符
第六章89C51串行口及串行通信技术PPT课件
写入SBUF
TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止
写入SBUF
2
TI（中断标志） TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位
6.1 串行通信基础知识
6.1.1．数据通信的概念
并行通信和串行通信
并行通信是指数据的各位同时进行传送（发送或接收）的 通信方式。其优点是传递速度快；缺点是数据有多少位， 就需要多少根传送线。并行通信在位数多、传送距离又远 时就不太适宜。
6.1.2.串行通讯的传输方式
(l)单工方式 ●信息只能沿一个方向传输，而不能沿相反方向传输。
(2)半双工方式 ●信息可以沿着两个方向传输，但在指定时刻，信息只 能沿一个方向传输。
(3)全双工方式 ●信息可以同时沿着两个方向传输。
传输方式
单工
4
半双工
全写入SBUF双工
TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止
通常，异步通信的波特率为50～9600bit/s。 异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符
帧长度不受限制，故设备简单。缺点是字符帧 中因包含起始位和停止位而降低了有效数据的 传输速率。
写入SBUF
TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止
写入SBUF
9
TI（中断标志） TXD 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位
（1）异步通信
异步通信用起始位0表示字符的开始，然后从低位到高位 逐位传送数据，最后用停止位1表示字符结束，如后图所 示。一个字符又称一帧信息。图中，一帧信息包括1位起 始位、8位数据位和1位停止位，图中，数据位增加到9位。 在C8051F单片机系统中，第9位数据D8可以用作奇偶校验 位，也可以用作地址／数据帧的标识位，D8＝1表示该帧 信息传送的是地址，D8＝0表示传送的是数据。两帧信息 之间可以无间隔，也可以有间隔，且间隔时间可任意改变， 间隔用空闲位“1”来填充。
单片机原理及接口技术-89C51串行口及串行通信技术解析59页PPT
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
单片机原理及接口技术-89C51串行口及 串行通信技术解析
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
பைடு நூலகம்
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
单片机原理及接口技术-89C51串行口及 串行通信技术解析
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
பைடு நூலகம்
单片机第7章89C51串行口和串行通信PPT课件
4
7.1 串行通信的概念
• 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进 行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交 换信息，所有这些信息交换均可称为通信。
• 通信方式有两种，即并行通信和串行通信。
• 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。
• 例如，在IBM-PC机与外部设备（如打印机等）通信时， 如果距离小于30m，可采用并行通信方式；当距离大于 30m时，则要采用串行通信方式。89C51单片机具有并 行和串行二种基本通信方式。
字 同 符 步 1 字 同 符 步 2 数 据 块 （ 若 干 字 节 ）校 符 验 1 校 符 验 2
起 始
结 束
➢ 在这种通信方式中，数据块内的各位数据之间没有间 隔，传输效率高；
➢ 发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)， 且数据块长度越大，对同步要求就越高。
➢ 同步通信设备复杂，成本高，一般只用在高速数字通 信系统中。
• 在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保 证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号。
• 同步传送可以提高传输速率（达56kb/s或更高），但硬件比较复杂。
返回
28.09.2020
14
2、异步通信
• 起始位（0）信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不 传送字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道 发来一个新字符， 应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以 后的接收能正确进行。
28.09.2020
1
第七章 89C51串行口及串行通信技术
• 串行通信只用一位数据线传送数据的位信号，即使加上几 条通信联络控制线，也用不了很多电缆线。因此，串行通 信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间、 处于两地的计算机之间采用串行通信就非常经济。当然， 串行通信要求有转换数据格式、时间控制等逻辑电路，这 些电路目前已被集成在大规模集成电路中（称为可编程串 行通信控制器），使用很方便。
第2章 89C51单片机的结构及原理PPT课件
11
2. 数据存储器
FF
80
SFR RAM
30
位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
FFFF RAM
外部 RAM
00
0000
12
表 2.2 寄存器与RAM 地址对照表
13
表 2.3 RAM中的位寻址区地址表
14
内部数据存储器高128单元
（特殊功能寄存器区）
程序计数器PC 累加器A 寄存器B 状态字寄存器PSW
4
2.3 89C51系列单片机的引脚功能
2.3.1 89C51系列单片机引脚功能 2.3.2 三总线结构
5
图2-3（a）89C51系列单片机的引脚 6
表2.1 P3口的第二功能表
7
2.3.2 三总线结构
图2-3（b）89C51系列单片机功能引脚分类
(总线结构图）
8
2.4 89C51系列单片机的主要组成部分
外部 ROM EA=0
0000
FF
SFR 80 RAM
30 位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
00
FFFF RAM
外部 RAM
0000
10
1. 程序存储器
在程序存储器中有6个单元具有特殊功能： 0000H～0002H：是所有执行程序的入口
地址，89C51复位后，CPU总是从0000H单 元开始执行程序。 0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
0
1
3组
18H~1FH
R0~R7
堆栈指针SP：按照先进后出、后进先出 的原则存取RAM区域。
2. 数据存储器
FF
80
SFR RAM
30
位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
FFFF RAM
外部 RAM
00
0000
12
表 2.2 寄存器与RAM 地址对照表
13
表 2.3 RAM中的位寻址区地址表
14
内部数据存储器高128单元
（特殊功能寄存器区）
程序计数器PC 累加器A 寄存器B 状态字寄存器PSW
4
2.3 89C51系列单片机的引脚功能
2.3.1 89C51系列单片机引脚功能 2.3.2 三总线结构
5
图2-3（a）89C51系列单片机的引脚 6
表2.1 P3口的第二功能表
7
2.3.2 三总线结构
图2-3（b）89C51系列单片机功能引脚分类
(总线结构图）
8
2.4 89C51系列单片机的主要组成部分
外部 ROM EA=0
0000
FF
SFR 80 RAM
30 位寻址区
20
工作 寄存器 0-3组
00
FFFF RAM
外部 RAM
0000
10
1. 程序存储器
在程序存储器中有6个单元具有特殊功能： 0000H～0002H：是所有执行程序的入口
地址，89C51复位后，CPU总是从0000H单 元开始执行程序。 0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
0
1
3组
18H~1FH
R0~R7
堆栈指针SP：按照先进后出、后进先出 的原则存取RAM区域。