第七章串行接口ppt课件
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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
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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
《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口
8051单片机通过引脚RXD和TXD进行串行通信。其串行口结构包括控制寄存器SCON和PCON，分别用于配置工作方式和波特率。串行通信可选工作方式有四种：方式0为同步移位方式，方式1、方式2和方式3为异步收发方式，不同方式下帧格式和时序有所不同。波特率是数据传送速率，可通过设置定时器T1和SMOD位来调整。在方式0下，波特率固定为fosc/12；方3的波特率则通过T1溢出率和SMOD位共同决定。此外，文档还提供了波特率设计的实例和初始化程序，帮助读者更好地理解和应用8051单片机的串行通信功能。
第7章 串行通信
第7章 串行通信 7.3.1方式0
当SM0＝0、SM1＝0时，串行方式选择方式0。这种工作方式实质上 是一种同步移位寄存器方式。其数据传输波特率固定为（1/12）fOSC。数 据由RXD（P3.0）引脚输入或输出，同步移位时钟由TXD（P3.1）引脚输 出。接收/发送的是8位数据，传输时低位在前。帧格式如下：
D7 SD7 D6 SD6 D5 SD5 D4 SD4 D3 SD3 D2 SD2 D1 SD1 D0 SD0
写SBUF（MOV SBUF，A），访问发送数据寄存器； 读SBUF（MOV A，SBUF），访问接收数据寄存器。
第7章 串行通信
7.3 AT89S51单片机的串行口工作方式
AT89S51单片机的串行口工作方式由控制寄存器中的SM0、SM1决 定，具体如表7-1所示： 表7-1 串行口工作方式选择位SM0、SM1 SM0 0 0 1 1 SM1 0 1 0 1 工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3 特 点 8位移位寄存器 10位UART 11位UART 11位UART 波 fOSC/12 可变 fOSC/64或fOSC/32 可变 特 率
SM2
9CH
REN
9BH
TB8
9AH
RB8
99H
TI
98H
RI
其中，各位的含义如下： SM0，SM1—串行口工作方式选择位。其功能见表格7-1。 SM2—允许方式2、3中的多处理机通信位。 方式0时，SM2=0。 方式1时，SM2=1，只有接收到有效的停止位，RI才置1。 方式2和方式3时，若SM2=1，如果接收到的第九位数据（RB8）为0， RI置0；如果接收到的第九位数据（RB8）为1，RI置1。这种功能可用于 多处理机通信中。
每当接收移位寄存器左移一位，原写入的“1111 1110”也左移一位。当最 右边的0移到最左边时，标志着接收控制器要进行最后一次移位。在最后一 次移位即将结束时，接收移位寄存器的内容送入接收缓冲器SBUF，然后在 启动接收的第10个机器周期时，清除接收信号，置位RI。
单片机原理第7篇章串行接口
总结和重点强调
串行接口的定义和作用
串行接口是一种用于在计算机系统或电子设备之间传输数据的接口，实现设备之间的通信和 数据交换。
串行通信的特点和优势
逐位传输数据、使用较少的信号线、较高的数据传输速率，节省空间、提高传输效率。
常见的串行接口类型及其应用场景
USB接口、RS-232接口等，应用于计算机、外部存储设备等设备的数据传输。
单片机原理第7篇章串行 接口
串行接口是一种用于在计算机系统或电子设备之间传输数据的接口。它通过 逐位地传输数据，能够有效地减少信号线的使用数量，提高数据传输速率。
串行接口的定义和作用
定义
串行接口是一种数据传输的接口，将数据逐位传输，通过时钟信号同步。
作用
串行接口用于在计算机系统或电子设备之间传输数据，实现设备之间的通信和数据交换。
协议
串行通信需要定义通信协议，规定数据的传输格 式和通信规则。
常见的串行接口类型及其应用场景
USB接口
应用于计算机、外部存储设备、打印机等设备 的数据传输。
RS-2 32 接口
应用于计算机和串行设备之间的长距离数据传 输。
串行通信的标准和协议
1 标准
例如RS-232、USB、SPI、I2C等标准规 定了接口的电气特性和 了数据的传输方式、速率和控制信号。
串行接口的发展趋势和未来展望
1
提高速率
随着技术的发展，串行接口的传输速率将进一步提高，满足对高速数据传输的需 求。
2
减少功耗
为了满足节能环保的需求，串行接口将朝着功耗更低、效率更高的方向发展。
3
应用扩展
串行接口将广泛应用于更多领域，例如物联网、智能家居等。
重要性
串行接口在现代计算机和电子设备中起着至关重要的作用，是数据传输的基础。
第7章串行口
串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程 IE、IP寄存器）。
一、 89C51串行口 1、结 构
图7-7 串行口内部结构示意简图
☞ 2、串行口控制字及控制寄存器
串行口控制寄存器SCON（98H）
• ①SM0和SM1（SCON.7，SCON.6）——串行
口工作方式选择位。两个选择位对应4种通信方式，
如表7-1所示。其中，fosc是振荡频率。
3、串行通信工作方式
2 SMOD f osc 16 / 2 初值 串行方式1、方式3波特率≌ 32 12
4、波特率设计
• 定时器T1用作波特率发生器时，通常选用定时器模 式2（自动重装初值定时器）比较实用。每过“28-X” 个机器周期，定时器T1就会产生一次溢出。
• T1溢出速率为 T1溢出速率≌(fosc/12)/(28-X)
移位时钟来源不同，因此，各种方式的波特率计算公式也
不同。
4、波特率设计
• （1）方式0的波特率 由图7-14可见，方式0时，发送或接收一位数据的移位 时钟脉冲由S6（即第6个状态周期，第12个节拍）给出， 即每个机器周期产生一个移位时钟，发送或接收一位数据。
因此，波特率固定为振荡频率的1/12，并不受PCON寄存
TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12；
每接收 8位数据RI就自动置1；
需要用软件清零 RI。
☞经常配合“串入并出”“并入串出”移位 寄存器一起使用扩展接口
☞方式0工作时，多用查询方式编程： 发送：MOV SBUF，A 接收：JNB RI，$ JNB TI，$ CLR RI CLR TI MOV A, SBUF ☞复位时,SCON 已经被清零,缺省值: 方式0。 ☞接收前,务必先置位 REN=1 允许接收数据。
一、 89C51串行口 1、结 构
图7-7 串行口内部结构示意简图
☞ 2、串行口控制字及控制寄存器
串行口控制寄存器SCON（98H）
• ①SM0和SM1（SCON.7，SCON.6）——串行
口工作方式选择位。两个选择位对应4种通信方式，
如表7-1所示。其中，fosc是振荡频率。
3、串行通信工作方式
2 SMOD f osc 16 / 2 初值 串行方式1、方式3波特率≌ 32 12
4、波特率设计
• 定时器T1用作波特率发生器时，通常选用定时器模 式2（自动重装初值定时器）比较实用。每过“28-X” 个机器周期，定时器T1就会产生一次溢出。
• T1溢出速率为 T1溢出速率≌(fosc/12)/(28-X)
移位时钟来源不同，因此，各种方式的波特率计算公式也
不同。
4、波特率设计
• （1）方式0的波特率 由图7-14可见，方式0时，发送或接收一位数据的移位 时钟脉冲由S6（即第6个状态周期，第12个节拍）给出， 即每个机器周期产生一个移位时钟，发送或接收一位数据。
因此，波特率固定为振荡频率的1/12，并不受PCON寄存
TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12；
每接收 8位数据RI就自动置1；
需要用软件清零 RI。
☞经常配合“串入并出”“并入串出”移位 寄存器一起使用扩展接口
☞方式0工作时，多用查询方式编程： 发送：MOV SBUF，A 接收：JNB RI，$ JNB TI，$ CLR RI CLR TI MOV A, SBUF ☞复位时,SCON 已经被清零,缺省值: 方式0。 ☞接收前,务必先置位 REN=1 允许接收数据。
51单片机-串行口ppt课件
为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。
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8.2.2 80C51串行口的控制寄存器
SCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工 作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：
SM0和SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式：
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●SM2，多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。 当接收机的SM2=1时可以利用收到的RB8来控制是否 激活RI（RB8＝0时不激活RI，收到的信息丢弃； RB8＝1时收到的数据进入SBUF，并激活RI，进而在 中断服务中将数据从SBUF读走）。当SM2=0时，不 论收到的RB8为0和1，均可以使收到的数据进入 SBUF，并激活RI（即此时RB8不具有控制RI激活的 功能）。通过控制SM2，可以实现多机通信。
起 空始 闲位
一个字符帧 数据位
校停 验止 位位
空 下一字符 闲 起始位
LSB
MSB
异步通信的特点：不要求收发双方时钟的
严格一致，实现容易，设备开销较小，但 每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧 之间还有间隔，因此传输效率不高。
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2、同步通信
同步通信时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。此时，传输数据的位之间的距离均 为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即 保持位同步关系，也保持字符同步关系。发送方对接收方 的同步可以通过两种方法实现。
波特率=2SMOD/32×T1的溢出率 = 2SMOD × fosc/[ 32 × 12×（2K-初值）]
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3、传输距离与传输速率的关系
串行接口或终端直接传送串行信息位流的
binbin详解第7章-串行输入输出接口电路
验位可以是“ 或 验位可以是“0”或“1”，使所发送的每个字符中（包括校验位）“1”的个数为 ，使所发送的每个字符中（包括校验位） 的个数为 奇数（称为奇校验）或偶数（称为偶校验）。 奇数（称为奇校验）或偶数（称为偶校验） 奇校验 偶校验 奇偶校验法是对一个字符校验一次，通常只用于异步通信中。 奇偶校验法是对一个字符校验一次，通常只用于异步通信中。奇偶校验 位的产生和检验，可用软件或硬件的方法实现。 位的产生和检验，可用软件或硬件的方法实现。
5. 信号的调制和解调
利用电话信道（频带宽度通常为 利用电话信道（频带宽度通常为300～3400Hz）进行远距离传输，为完 ～ ）进行远距离传输， 成传输数字信号，通常把数字信号的“ 或 成传输数字信号，通常把数字信号的“0”或“1”转换成较高的不同频率的模拟 转换成较高的不同频率的模拟 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制， 调制 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制，后 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem） 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem）。 解调 调制解调器
波特率与字符的传送速率不同： 波特率与字符的传送速率不同：
波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数， 波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数，二 者之间存在如下关系： 者之间存在如下关系：
波特率=位 字符 字符/秒 位 秒 字符× 波特率 位/字符×字符 秒=位/秒
串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。 串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。
通信协议：通信的双方约定，何时开始发送， 通信协议：通信的双方约定，何时开始发送，何时发送完毕以及双方的 联络方式、正确与否等。 联络方式、正确与否等。
5. 信号的调制和解调
利用电话信道（频带宽度通常为 利用电话信道（频带宽度通常为300～3400Hz）进行远距离传输，为完 ～ ）进行远距离传输， 成传输数字信号，通常把数字信号的“ 或 成传输数字信号，通常把数字信号的“0”或“1”转换成较高的不同频率的模拟 转换成较高的不同频率的模拟 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制， 调制 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制，后 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem） 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem）。 解调 调制解调器
波特率与字符的传送速率不同： 波特率与字符的传送速率不同：
波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数， 波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数，二 者之间存在如下关系： 者之间存在如下关系：
波特率=位 字符 字符/秒 位 秒 字符× 波特率 位/字符×字符 秒=位/秒
串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。 串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。
通信协议：通信的双方约定，何时开始发送， 通信协议：通信的双方约定，何时开始发送，何时发送完毕以及双方的 联络方式、正确与否等。 联络方式、正确与否等。
第7章 MCS-51串行接口
5．通信协议
(1) 奇偶校验 (2) 累加和校验 (3) 循环冗余码校验 （Cyclic Redundancy Check, 简称CRC）
7.2 MCS-51串行口结构与工作原理
MCS-51单片机内部含有1个可编程全双工串行通信接口， 它有4种工作方式。串行口内部结构如下图，两个物理上独立地 接收和发送缓冲器，可同时收、发数据(全双工)。 两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址：SBUF(99H）
发送指令：MOV SBUF，A ;将数据写到发送缓冲器SBUF 接收指令：MOV A，SBUF ;读出接收缓冲器SBUF中接收到的数据 控制寄存器共两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。
串行数据缓冲器SBUF 在逻辑上只有一个，既表示发送寄存器，又表示接收寄 存器，具有同一个单元地址99H，用同一寄存器名SBUF。 在物理上有两个，一个是发送缓冲寄存器，另一个是接 收缓冲寄存器。 发送时，只需将发送数据输入SBUF，CPU将自动启动和 完成串行数据的发送； 接收时，CPU将自动把接收到的数据存入SBUF，用户只 需从SBUF中读出接收数据。 指令 MOV SBUF，A 启动一次数据发送,可向SBUF 再发送下一个数 指令 MOV A，SBUF 完成一次数据接收,SBUF可再 接收下一个数
（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；多字节 数据之间不允许有空隙，每位占用的时间相等；空闲位 需发送同步字符。（同步字符可以用户约定，也可以有 用ASCⅡ码中规定的SYNC同步字符（即16H）） 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。
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单片机原理与接口技术
第7章 串行接口
远程通信的必由之路
第7章 串行接口
• 7.1 串行通信的基本概念 • 7.2 单片机串行接口及控制寄存器 • 7.3 单片机串行口的工作方式 • 7.4 串行口的应用
单片机原理与接口技术（三）
大连理工大学出版社
第7章 串行接口
• MCS-51系列单片机内部有一个功能很强大的全双工异步串行通信
换言之，如果奇偶校验发生错误，表明数据传输一定出错了；如 果奇偶校验没有出错，绝不等于数据传输完全正确。
➢奇校验：8位有效数据连同1位附加位中，二进制“1”的个数为
奇数
➢偶校验：8位有效数据连同1位附加位中，二进制“1”的个数为
偶数
单片机原理与接口技术（三）
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7.1.5 串行通信中的校验
2. 和校验
所谓和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或），产生 一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据 同时对数据块(除校验字节外)求和（或各字节异或），将所得的结果 与发送方的“校验和”进行比较，相符则无差错，否则即认为传送过 程中出现了差错。
单片机原理与接口技术（三）
单片机原理与接口技术（三）
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7.1.5 串行通信中的校验
在通信过程中往往要对数据传送的正确与否进 行校验。校验是保证准确无误传输数据的关键。 常用的校验方法有奇偶校验、和校验等。
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7.1.5 串行通信中的校验
1. 奇偶校验
奇偶校验是检验串行通信双方传输的数据正确与否的一个措施， 并不能保证通信数据的传输一定正确。
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7.1.4 串行通信的传送速率
1.波特率
通信线路上传送的所有位信号都保持一致的信号持续时间，每一 位的宽度都由数据传送速率确定，而传送速率是以每秒传送多少个二 进制位来度量的，这个速率叫波特率，它的单位是位/秒（b/s或bps ）。波特率对于CPU与外部的通信是很重要的。
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
图7-1 同步通信和同步字符
✓同步传送的优点是可以提高传送速率，但硬件比较复
杂。
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
2.异步通信
在异步通信中，发送器和接收器均有各自时钟控制，如图7-2(a) 所示。通信时，数据是一帧一帧 (包含一个字符代码或一字节数据) 传送的，每一串行帧的数据格式如图7-2(b)所示。
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
图7-2 异步通信和帧数据格式
✓ 在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶
校验位和停止位。即首先是一个起始位“0”，然后是数据位 (规定 低位在前，高位在后)，接下来是奇偶校验位 (可省略)，最后是停止 位“1”。
1.并行通信
并行通信是数据的各位同时进行传送 (发送或接收)的通信方式。 其优点是数据传送速度快；缺点是数据有多少位，就需要多少根传送 线。
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7.1.1 串行通信的基本概念
2.串行通信
串行通信是数据的各位一位一位顺序传送的通信方式。其优点是 数据传送线少(利用电话线就可作为传送线)，这样就大大降低了传送 成本，特别适用于远距离通信；其缺点是传送速度较低。
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7.1.2 串行通信中数据的传输方式
串行通信中数据的传输方式有单工、半双工、全双工传 输方式。
• 单工传输方式：数据只能单方向地从一端向另一端传送。 • 半双工传输方式：允许数据向两个方向中的任一方向传送，但每
次只允许向一个方向传送。
• 全双工传输方式：允许数据同时.1.6 串行通信实现
实际上，单片机串行通信的过程是将其内部的并行数据转换成串 行数据，通过串行通信线传送，接收方将接收到的串行数据再转换成 并行数据送到计算机中。在MCS-51系列单片机中，串－并、并－串转 换是由串行口的移位寄存器来自动完成的。
，适用于计算机之间的通信
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
串行通信有两种基本通信方式
即同步通信方式和异步通信方式
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
1.同步通信
在同步通信中，发送器和接收器由同一个时钟控制，如图7-1(a) 所示。同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止 位，仅在要传送的数据块开始传送前，用同步字符SYNC来指示，其数 据格式如图7-1(b)示
注意：波特率是衡量传输通道频宽的指标，与时钟频率有关，时 钟频率越高，波特率越大。
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7.1.4 串行通信的传送速率
2.允许的波特率误差
假设传递的数据一帧为10位，若发送和接收的波特率达到理想的 一致，那么接收方对数据的采样都将发生在每位数据有效时刻的中点 。如果接收一方的波特率比发送一方大或小5%，那么对10位一帧的串 行数据，时钟脉冲相对数据有效时刻逐位偏移，当接收到第10位时， 积累的误差达50%，则采样的数据已是第10位数据的有效与无效的临 界状态，这时就可能发生错位，所以5%是10位一帧串行传送的最大的 波特率允许误差。
接口，该串行口有4种工作方式，以供不同场合使用。波特率可由软 件来设置，接收、发送均可工作于查询方式或中断方式，使用十分灵 活。
• 串行口除了能构成双机或多机通信系统外，还可以非常方便地构
成并行输入/输出接口，用于串并转换或用于驱动键盘和显示器。
• 本章将介绍串行通信的概念及单片机串行接口的结构、原理及应
用。
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7.1 串行通信的基本概念
7.1.1 数据通信的概念
计算机的CPU与外部设备之间、计算机与计算机之间的信息交换称 为数据通信。基本的数据通信方式有两种，即并行通信和串行通信。
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7.1.1 串行通信的基本概念
第7章 串行接口
远程通信的必由之路
第7章 串行接口
• 7.1 串行通信的基本概念 • 7.2 单片机串行接口及控制寄存器 • 7.3 单片机串行口的工作方式 • 7.4 串行口的应用
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第7章 串行接口
• MCS-51系列单片机内部有一个功能很强大的全双工异步串行通信
换言之，如果奇偶校验发生错误，表明数据传输一定出错了；如 果奇偶校验没有出错，绝不等于数据传输完全正确。
➢奇校验：8位有效数据连同1位附加位中，二进制“1”的个数为
奇数
➢偶校验：8位有效数据连同1位附加位中，二进制“1”的个数为
偶数
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7.1.5 串行通信中的校验
2. 和校验
所谓和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或），产生 一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据 同时对数据块(除校验字节外)求和（或各字节异或），将所得的结果 与发送方的“校验和”进行比较，相符则无差错，否则即认为传送过 程中出现了差错。
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7.1.5 串行通信中的校验
在通信过程中往往要对数据传送的正确与否进 行校验。校验是保证准确无误传输数据的关键。 常用的校验方法有奇偶校验、和校验等。
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7.1.5 串行通信中的校验
1. 奇偶校验
奇偶校验是检验串行通信双方传输的数据正确与否的一个措施， 并不能保证通信数据的传输一定正确。
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7.1.4 串行通信的传送速率
1.波特率
通信线路上传送的所有位信号都保持一致的信号持续时间，每一 位的宽度都由数据传送速率确定，而传送速率是以每秒传送多少个二 进制位来度量的，这个速率叫波特率，它的单位是位/秒（b/s或bps ）。波特率对于CPU与外部的通信是很重要的。
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
图7-1 同步通信和同步字符
✓同步传送的优点是可以提高传送速率，但硬件比较复
杂。
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
2.异步通信
在异步通信中，发送器和接收器均有各自时钟控制，如图7-2(a) 所示。通信时，数据是一帧一帧 (包含一个字符代码或一字节数据) 传送的，每一串行帧的数据格式如图7-2(b)所示。
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
图7-2 异步通信和帧数据格式
✓ 在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶
校验位和停止位。即首先是一个起始位“0”，然后是数据位 (规定 低位在前，高位在后)，接下来是奇偶校验位 (可省略)，最后是停止 位“1”。
1.并行通信
并行通信是数据的各位同时进行传送 (发送或接收)的通信方式。 其优点是数据传送速度快；缺点是数据有多少位，就需要多少根传送 线。
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7.1.1 串行通信的基本概念
2.串行通信
串行通信是数据的各位一位一位顺序传送的通信方式。其优点是 数据传送线少(利用电话线就可作为传送线)，这样就大大降低了传送 成本，特别适用于远距离通信；其缺点是传送速度较低。
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7.1.2 串行通信中数据的传输方式
串行通信中数据的传输方式有单工、半双工、全双工传 输方式。
• 单工传输方式：数据只能单方向地从一端向另一端传送。 • 半双工传输方式：允许数据向两个方向中的任一方向传送，但每
次只允许向一个方向传送。
• 全双工传输方式：允许数据同时.1.6 串行通信实现
实际上，单片机串行通信的过程是将其内部的并行数据转换成串 行数据，通过串行通信线传送，接收方将接收到的串行数据再转换成 并行数据送到计算机中。在MCS-51系列单片机中，串－并、并－串转 换是由串行口的移位寄存器来自动完成的。
，适用于计算机之间的通信
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
串行通信有两种基本通信方式
即同步通信方式和异步通信方式
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7.1.3 串行通信的两种基本通信方式
1.同步通信
在同步通信中，发送器和接收器由同一个时钟控制，如图7-1(a) 所示。同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止 位，仅在要传送的数据块开始传送前，用同步字符SYNC来指示，其数 据格式如图7-1(b)示
注意：波特率是衡量传输通道频宽的指标，与时钟频率有关，时 钟频率越高，波特率越大。
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7.1.4 串行通信的传送速率
2.允许的波特率误差
假设传递的数据一帧为10位，若发送和接收的波特率达到理想的 一致，那么接收方对数据的采样都将发生在每位数据有效时刻的中点 。如果接收一方的波特率比发送一方大或小5%，那么对10位一帧的串 行数据，时钟脉冲相对数据有效时刻逐位偏移，当接收到第10位时， 积累的误差达50%，则采样的数据已是第10位数据的有效与无效的临 界状态，这时就可能发生错位，所以5%是10位一帧串行传送的最大的 波特率允许误差。
接口，该串行口有4种工作方式，以供不同场合使用。波特率可由软 件来设置，接收、发送均可工作于查询方式或中断方式，使用十分灵 活。
• 串行口除了能构成双机或多机通信系统外，还可以非常方便地构
成并行输入/输出接口，用于串并转换或用于驱动键盘和显示器。
• 本章将介绍串行通信的概念及单片机串行接口的结构、原理及应
用。
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7.1 串行通信的基本概念
7.1.1 数据通信的概念
计算机的CPU与外部设备之间、计算机与计算机之间的信息交换称 为数据通信。基本的数据通信方式有两种，即并行通信和串行通信。
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7.1.1 串行通信的基本概念