51单片机串行口 PPT
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串行通信
3、串行通信工作方式 、
单工 A 发 A 发 收 B 收 广播电台 收音机
半双工
B 收 发
对讲机
全双工
A 发 收
B 收 发
电话机
4、波特率 、
波特率是指每秒钟传送信号的数量，单位为波特（Baud）。 波特率是指每秒钟传送信号的数量，单位为波特（Baud） 是指每秒钟传送信号的数量 波特 例：异步串行通信的数据传送的速率是120字符/秒，而每个字符规 异步串行通信的数据传送的速率是120字符/ 120字符 定包含10位（ 1个起始位、8个数据位、1个停止位）数字，则传输 定包含10位 个起始位、 个数据位、 个停止位）数字， 10 波特率为： 波特率为： 120字符/秒× 10位/字符=1200位/秒= 1200bps 10位 字符=1200 =1200位 120字符/ 字符
(P3.1)
去申请中断
1、SBUF：串行发送 / 接收数据缓冲器 99H 、 ： 发送 接收 2、SCON：串行口控制寄存器 、 ：
SM0 SM1 SM2 REN TB8
98H
RB8 TI RI
3、PCON：特殊功能寄存器 ：
SMOD
87H
4、IE：中断允许寄存器 、 ：
EA ES
A8H
ET1 EX1 ET0 EX0
如何发送和接收数据 可中断、 可中断、可查询
MCS-51串行口的结构如下图所示： SBUF （发） A 累 加 器 波 特 率 发 生 器
T1
(门)移位寄存器 门 移位寄存器 发送控制器 TI
引脚 TxD
(P3.1)
CPU CPU 内 部
≥1
接收控制器 RI SBUF （收） 引脚 移位寄存器 RxD
图文51单片机超详细教程PPT(绝对值)
51单片机概述
单片机定义与发展
定义
单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯片，将微处理器、 存储器、I/O接口等集成在一个芯片上，构成完整的计算机系统。
发展历程
从20世纪70年代的第一代4位单片机，到80年代的8位单片机，再到90年代以 后的16位、32位高性能单片机，单片机的性能和功能不断提升。
电源电路
采用稳定的直流电源供电，设计过流 过压保护电路。
输入/输出电路
根据具体需求设计相应的输入/输出电 路，如模拟量输入电路、数字量输入/ 输出电路等。
硬件电路设计思路及关键器件选型建议
• 通信接口电路：根据所选的无线通信模块设计相应的通信接口 电路，如Wi-Fi模块接口电路、蓝牙模块接口电路等。
06
串行通信原理及实现方法
串行通信基本概念和协议
串行通信定义
01
串行通信是一种异步通信协议，数据在传输过程中按位依次进
行。
串行通信协议
02
包括起始位、数据位、校验位和停止位，确保数据传输的准确
性和可靠性。
波特率与数据传输速率
03
波特率指每秒传输的位数，数据传输速率指每秒传输的字节数。
51单片机串行接口结构特点
PUSH和POP指令
用于将程序存储器中的数据传送到 累加器A中。
MOVC指令
用于将外部RAM中的数据传送到 累加器A中，或将累加器A中的数 据传送到外部RAM中。
MOVX指令
用于将数据压入堆栈或从堆栈中弹 出数据。
算术运算类指令详解
ADD和ADDC指令
用于将两个字节的数据相加，结果 存放在累加器A中。其中ADDC指 令还考虑进位标志位C的状态。
单片机定义与发展
定义
单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯片，将微处理器、 存储器、I/O接口等集成在一个芯片上，构成完整的计算机系统。
发展历程
从20世纪70年代的第一代4位单片机，到80年代的8位单片机，再到90年代以 后的16位、32位高性能单片机，单片机的性能和功能不断提升。
电源电路
采用稳定的直流电源供电，设计过流 过压保护电路。
输入/输出电路
根据具体需求设计相应的输入/输出电 路，如模拟量输入电路、数字量输入/ 输出电路等。
硬件电路设计思路及关键器件选型建议
• 通信接口电路：根据所选的无线通信模块设计相应的通信接口 电路，如Wi-Fi模块接口电路、蓝牙模块接口电路等。
06
串行通信原理及实现方法
串行通信基本概念和协议
串行通信定义
01
串行通信是一种异步通信协议，数据在传输过程中按位依次进
行。
串行通信协议
02
包括起始位、数据位、校验位和停止位，确保数据传输的准确
性和可靠性。
波特率与数据传输速率
03
波特率指每秒传输的位数，数据传输速率指每秒传输的字节数。
51单片机串行接口结构特点
PUSH和POP指令
用于将程序存储器中的数据传送到 累加器A中。
MOVC指令
用于将外部RAM中的数据传送到 累加器A中，或将累加器A中的数 据传送到外部RAM中。
MOVX指令
用于将数据压入堆栈或从堆栈中弹 出数据。
算术运算类指令详解
ADD和ADDC指令
用于将两个字节的数据相加，结果 存放在累加器A中。其中ADDC指 令还考虑进位标志位C的状态。
51单片机系列PPT课件
进先出”的数据操作原则。
第18页
➢ 堆栈的功用 堆栈的主要功用是保护断点和保护现场。因为计算机无论
是执行中断程序还是子程序，最终要返回主程序，在转 去执行中断或子程序时，要把主程序的断点保护起来， 以便能正确的返回。同时，在执行中断或子程序时，可 能要用到一些寄存器，需把这些寄存器的内容保护起来， 即保护现场。
第12页
程序状态字PSW
OV：溢出标志位
在带符号数（补码数）的加减中，OV=1表示运算的结果超出了累加 器A的八位符号数表示范围（－128～+127），产生溢出，因此运算 结果是错误的。OV=0，表示未超出表示范围，运算结果正确。 乘法时，OV=1，表示结果大于255，结果分别存在A，B寄存器中。 OV=0，表示结果未超出255，结果只存在A中。 除法时，OV=1，表示除数为0。OV=0，表示除数不为0。
PSW中各标志位名称及定义如下：
第9页
程序状态字PSW
C：也表示为 CY 进（借）位标志位 1.在加减运算中，若操作结果的最高位有进位或有借 位时，CY 由硬件自动置1，否则就清0。 2.在位操作中，CY 作为位累加器使用，参于进行位 传送、位与、位或等位操作。另外某些控制转移类 指令也会影响 CY 位状态。
第16页
数据指针DPTR
✓数据指针DPTR为16位寄存器，它是MCS—51中唯 一的一个16位寄存器。 ✓DPTR通常在访问外部数据存储器时作为地址指针 使用，寻址范围为64KB。 ✓编程时，既可按16位寄存器使用，也可作为两个 8位寄存器分开使用。DPH 为DPTR的高八位寄存器， DPL 为DPTR的低八位寄存器。
第二章 MCS-51单片机结构及原理
第1页
第一部分
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。
最新课件
21
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：
最新课件
22
●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。
最新课件
9
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）]
最新课件
19
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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
2024年度51单片机超详细教程PPT
实例：按键中断程序设计
3. 在主程序中初始化LED 灯和按键输入端口。
4. 开启外部中断0并等待 按键输入。
5. 当按键按下时，触发外 部中断0并执行中断服务 程序，实现LED灯的闪烁 功能。
2024/3/23
32
Part
06
接口技术与应用扩展
2024/3/23
33
并行I/O口扩展方法
2024/3/23
存放程序代码和常数表格 等，一般使用ROM或 EPROM实现
STEP 03
特殊功能寄存器
用于控制单片机的各种功 能，如定时器、中断等
存放变量、中间结果等， 一般使用RAM实现
9
I/O端口及特殊功能寄存器
要点一
I/O端口
要点二
特殊功能寄存器
与外部设备通信的接口，分为并行I/O和串行I/O两种
用于控制I/O端口的操作，如设置端口模式、读取端口状态 等
优势
51单片机在嵌入式系统领域具有广泛的应用，其稳定的性能和成熟的生态系统使得开发者能够快速开发出高质量 的嵌入式应用。
2024/3/23
5
应用领域与市场需求
应用领域
智能家居、工业自动化、医疗设备、汽车电子、物联网等。
市场需求
随着物联网、人工智能等技术的快速发展，对单片机的性能、功耗、安全性等方面提出了更高的要求 。同时，市场对于单片机的定制化、差异化需求也日益增加。
23
Part
05
中断系统与定时器/计数器应 用
2024/3/23
24
中断概念及中断源识别方法
2024/3/23
中断概念
中断是指在CPU执行程序的过程中，由于某种原因，暂时停止当前正在执行的程序，转 而去执行另一段特殊程序，待特殊程序执行完毕后，再返回原程序继续执行的过程。
MCS51的串行口PPT
其他工作方式，串行接受到停止位时，该位置“1”。 RI=1，表达一帧数据接受完毕，并申请中断, CPU从 接受SBUF取走数据。该位状态也可软件查询。RI必 须由软件清“0”。
6.1.2 特殊功能寄存器PCON
字节地址为87H，没有位寻址功能。
SMOD：波特率选择位。 例如：方式1旳波特率旳计算公式为： 方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1旳溢出率
图6-14 流水灯显示电路图
ORG 0000H LJMP MAIN ORG 2023H MAIN： MOV SCON，#00H ；置串行口工作方式0 MOV A，#80H ：最高位灯先亮 CLR P1.1 ；关闭并行输出（避象传播过程中，各 LED旳“暗红”现象） OUT0： MOV SBUF，A ；开始串行输出 OUT1： JNB TI，OUT1 ；输出完否？ CLR TI ;完了，清TI标志，以备下次发送 SETB P1.1 ；打开并行口输出 ACALL DELAY ；延时一段时间 RR A ；循环右移 CLR P1.1；关闭并行输出 SJMP OUT0；循环 DELAY： …………；延时子程序，不再反复
假如SM2=0，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都 将 前8位数据送入SBUF中，并置“1” RI，产生 中断祈求。
在方式1时，假如SM2=1，则只有收到停止位时才会激 活RI。
在方式0时，SM2必须为0。
（3）REN——允许串行接受位
由软件置“1”或清“0”。
REN=1 允许串行口接受数据。 REN=0 禁止串行口接受数据。 （4）TB8——发送旳第9位数据 方式2和3时，TB8是要发送旳第9位数据，可作为奇偶 校验位使用，也可作为地址帧或数据帧旳标志。 =1为地址帧, =0为数据帧 （5）RB8——接受到旳第9位数据 方式2和3时，RB8存储接受到旳第9位数据。在方式1 ，假如SM2=0，RB8是接受到旳停止位。在方式0， 不使用RB8。 （6）TI——发送中断标志位
6.1.2 特殊功能寄存器PCON
字节地址为87H，没有位寻址功能。
SMOD：波特率选择位。 例如：方式1旳波特率旳计算公式为： 方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1旳溢出率
图6-14 流水灯显示电路图
ORG 0000H LJMP MAIN ORG 2023H MAIN： MOV SCON，#00H ；置串行口工作方式0 MOV A，#80H ：最高位灯先亮 CLR P1.1 ；关闭并行输出（避象传播过程中，各 LED旳“暗红”现象） OUT0： MOV SBUF，A ；开始串行输出 OUT1： JNB TI，OUT1 ；输出完否？ CLR TI ;完了，清TI标志，以备下次发送 SETB P1.1 ；打开并行口输出 ACALL DELAY ；延时一段时间 RR A ；循环右移 CLR P1.1；关闭并行输出 SJMP OUT0；循环 DELAY： …………；延时子程序，不再反复
假如SM2=0，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都 将 前8位数据送入SBUF中，并置“1” RI，产生 中断祈求。
在方式1时，假如SM2=1，则只有收到停止位时才会激 活RI。
在方式0时，SM2必须为0。
（3）REN——允许串行接受位
由软件置“1”或清“0”。
REN=1 允许串行口接受数据。 REN=0 禁止串行口接受数据。 （4）TB8——发送旳第9位数据 方式2和3时，TB8是要发送旳第9位数据，可作为奇偶 校验位使用，也可作为地址帧或数据帧旳标志。 =1为地址帧, =0为数据帧 （5）RB8——接受到旳第9位数据 方式2和3时，RB8存储接受到旳第9位数据。在方式1 ，假如SM2=0，RB8是接受到旳停止位。在方式0， 不使用RB8。 （6）TI——发送中断标志位
MCS-51单片机的串行口及控制寄存器
位序
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
位符
smod
/
/
/
GF1
Hale Waihona Puke GF0PDIDL
号
PD和IDL：是CHMOS单片机用于进入低功耗方式的控制位，在第 2章中已介绍过这两位的应用。
GF1和GF0：用户使用的一般标志位。
smod：串行口波特率倍增位，当smod=1时，串行口波特率增加 1倍。系统复位时，smod=0。
位地 址
位符 号
0AFH 0AEH 0ADH 0ACH 0ABH 0AAH 0A9H 0A8 H
EA
/
/
ES
ET1
EX1
ET1 EX0
其中与串行口有关的是ES位。当ES=0时，禁止串行口的中断； 当ES=1时，表示允许串行口中断。EX0、ET0、EX1、ET1分别表示 对外中断0、定时器/计数器0、外中断1、定时器/计数器1个中断 源的中断允许控制，EA是中断总允许控制位，详见本书第5章介绍。
PCON寄存器的B6、B5、B4位未定义。
3. 中断允许寄存器IE
中断允许寄存器IE，是MCS-51单片机中实现是否开放某 中断源中断的控制寄存器，在第5章中已做过介绍。IE寄存 器 是 可 寻 址 的 寄 存 器 ， 其 字 节 地 址 为 0 A8H， 位 地 址 由 0A8H～0AFH，IE寄存器各位定义如下：
0BBH PT1
0BAH PX1
0B9H PT0
0B8H
PX0
其中与串行口有关的是PS位，当PS=0时，表示串行口中断处于 低优先级别；当PS=1时，表示串行口中断处于高优先级别。PX0、 PT0、PX1、PT1分别控制外中断0、定时器/计数器0、外中断1、定 时器/计数器1中断源的中断优先级别，详见本书第5章介绍。
单片机结构(共46张PPT)
MCS-51单片机的结构原理
8051是MCS-51系列单片机的典型产品， 我们以这一代表性的机型进行系统的讲 解。
➢ 内部结构
➢ 外部引脚 ➢ 工作时序
➢ 实例分析
第1页，共46页。
典型单片机结构
T0 T1
时钟电路 ROM
内部总线 CPU
RAM
定时/计数器
并行接口
串行接口
中断系统
中央处理器 数据存储器(RAM)
输入输出引脚
P1.0
➢ P0：P0.1~P0.7
P1.1
➢ 漏极开路双向I/O
P1.2 P1.3
➢ 一般为数据总线口
P1.4
➢ P1：P1.1~P1.7
P1.5 P1.6
➢ 拟双向I/O通道
➢ P2：P2.1~P2.7
P1.7 RST
RXD/P3.0
➢ 拟双向I/O通道
TXD/P3.1 INT0/P3.2
P3口的第二功能表
I/O口
第二功能
注释
2个定时器T0、T1溢3，.0 然后从中间往两R头X逐D 个灭，周而复始 为1时：负边沿触发中断请求；
串行口数据接收端
分别由8位寄存器TH0、TL0 和 TH1、TL1组成。
else return(0);
28
14
27
15
26
16
25
17
24
18
23
19
22
20
21
第10页，共46页。
V CC P0.0/AD 0 P0.1/AD 1 P0.2/AD 2 P0.3/AD 3 P0.4/AD 4 P0.5/AD 5 P0.6/AD 6 P0.7/AD 7 EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15 P2.6/A 14 P2.5/A 13 P2.4/A 12 P2.3/A 11 P2.2/A 10 P2.1/A 9 P2.0/A 8
8051是MCS-51系列单片机的典型产品， 我们以这一代表性的机型进行系统的讲 解。
➢ 内部结构
➢ 外部引脚 ➢ 工作时序
➢ 实例分析
第1页，共46页。
典型单片机结构
T0 T1
时钟电路 ROM
内部总线 CPU
RAM
定时/计数器
并行接口
串行接口
中断系统
中央处理器 数据存储器(RAM)
输入输出引脚
P1.0
➢ P0：P0.1~P0.7
P1.1
➢ 漏极开路双向I/O
P1.2 P1.3
➢ 一般为数据总线口
P1.4
➢ P1：P1.1~P1.7
P1.5 P1.6
➢ 拟双向I/O通道
➢ P2：P2.1~P2.7
P1.7 RST
RXD/P3.0
➢ 拟双向I/O通道
TXD/P3.1 INT0/P3.2
P3口的第二功能表
I/O口
第二功能
注释
2个定时器T0、T1溢3，.0 然后从中间往两R头X逐D 个灭，周而复始 为1时：负边沿触发中断请求；
串行口数据接收端
分别由8位寄存器TH0、TL0 和 TH1、TL1组成。
else return(0);
28
14
27
15
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25
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24
18
23
19
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第10页，共46页。
V CC P0.0/AD 0 P0.1/AD 1 P0.2/AD 2 P0.3/AD 3 P0.4/AD 4 P0.5/AD 5 P0.6/AD 6 P0.7/AD 7 EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15 P2.6/A 14 P2.5/A 13 P2.4/A 12 P2.3/A 11 P2.2/A 10 P2.1/A 9 P2.0/A 8
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波特率表示每秒钟调制信号变化的次数，单位是： 波特（Baud）。
波特率和比特率不总是相同的，对于将数字信号 1或0直接用两种不同电压表示的所谓基带传输，比 特率和波特率是相同的。所以，我们也经常用波特 率表示数据的传输速率。
方式0、1、2、3的帧格式
一帧数据： 一个字符在异步传送中称为一帧数据
一帧数据由4部分组成： 起始位、数据位、奇偶位、停止位
80C51的串行口
为什么需要I/O接口
CPU
存储器
CPU 接口电路
I/O设备
对CPU和外部设备之间的数据传送进行协调
I/O接口与I/O端口
I/O接口：
指CPU和外设之间的I/O接口芯片
I/O端口：
常指I/O接口中带有端口地址的寄存器或缓冲器
CPU通过端口 地址就可以对 端口中的数据 进行读写。
关系：
串行通信是将数据字节分成一位一位的形 式在一条传输线上逐个地传送。
接
发
收
D0
D7
送
设 备
8位顺次传送
设 备
串行通信的特点：传输线少，长距离传送时 成本低，且可以利用电话网等现成的设备， 但数据的传送控制比并行通信复杂。
8.1.1 串行通信的基本概念
一、异步通信与同步通信
1、异步通信 异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
异步通信的数据格式 ：
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。
典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。
同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧的 开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传
输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
二、串行通信的传输方向
1、单工 单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 2、半双工 半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 3、全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。
计
算
算
机 数据+时钟
机
甲
乙
自同步
面向字符的同步格式 ：
SYN SYN SOH 标题 STX
数据块
ETB/ETX 块校验
此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集
（如ASCII码）中的字符所组成。图中帧头为1个或2个同 步字符SYN（ASCII码为16H）。SOH为序始字符 （ASCII码为01H），表示标题的开始，标题中包含源地 址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始字符 （ASCII码为02H），表示传送的数据块开始。数据块是 传送的正文内容，由多个字符组成。数据块后面是组终 字符ETB（ASCII码为17H）或文终字符ETX（ASCII码 为03H）。然后是校验码。典型的面向字符的同步规程
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。
01101
计 数据
计
算
算
机
机
甲 时钟
乙
外同步
时钟
计 数据 0 1 1 0 1
如IBM的二进制同步规程BSC。
面向位的同步格式 ：
8位
8位
8位
≥0位
01111110 地址场 控制场
信息场
16位
8位
校验场 01111110
此时，将数据块看作数据流，并用序列作为开始和结束标 志。为了避免在数据流中出现序列时引起的混乱，发送方总 是在其发送的数据流中每出现5个连续的1就插入一个附加的0； 接收方则每检测到5个连续的1并且其后有一个0时，就删除该 0。
可能不全 有，但至
一个外设通常有一个I/O接口， 数据口 少有一个
一个I/O接口可以有多个I/O端口。 命令口
状态口
3
8.1 计算机串行通信基础
❖随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技 术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。 计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与 计算机之间的信息交换。
❖通信有并行通信和串行通信两种方式。在多 微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采 用串行通信方式。
发送
接收
单工
发送 时间1 接收 接收 时间2 发送
半双工
发送
接收
接收
发送
全双工
五、传输速率与传输距离
1、传输速率
比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是： 位／秒（bps）。如每秒钟传送240个字符，而每个 字符格式包含10位(1个起始位、1个停止位、8个数 据位)，这时的比特率为：
10位×240个/秒 = 2400 bps
停起
数
止始
据
位 位 LSB
位
奇停 偶止 MSB位 位
1/0 1 0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1
一帧数据 第n个字符
第n+1个字符
起始位： 为逻辑“0”信号，占用一位，用来通 知 接收设备，一个新的字符开始了
数据位： 5～8位。数据的最低位在前，最高位在后。
奇偶位： 紧跟在最高位之后，占用一位，奇偶校 验时，根据协议置“1”或“0”
控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求 发送和接收设备的时钟尽可能一致。
接 收 设10100100 1 备
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
异步通信是以字符（构成的帧）为 单位进行传输，字符与字符之间的间 隙（时间间隔）是任意的，但每个字 符中的各位是以固定的时间传送的， 即字符之间是异步的（字符之间不一 定有“位间隔”的整数倍的关系）， 但同一字符内的各位是同步的（各位 之间的距离均为“位间隔”的整数 倍）。
❖计算机通信是将计算机技术和通信技术的相结合， 完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信 息交换 。可以分为两大类：并行通信与串行通信。
❖并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同
时进行传送 。
8位同时传送 1
0接ຫໍສະໝຸດ 1发0收 设
1
送
1 0
设
备
0
备
询问
应答
并行通信控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离 传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。
波特率和比特率不总是相同的，对于将数字信号 1或0直接用两种不同电压表示的所谓基带传输，比 特率和波特率是相同的。所以，我们也经常用波特 率表示数据的传输速率。
方式0、1、2、3的帧格式
一帧数据： 一个字符在异步传送中称为一帧数据
一帧数据由4部分组成： 起始位、数据位、奇偶位、停止位
80C51的串行口
为什么需要I/O接口
CPU
存储器
CPU 接口电路
I/O设备
对CPU和外部设备之间的数据传送进行协调
I/O接口与I/O端口
I/O接口：
指CPU和外设之间的I/O接口芯片
I/O端口：
常指I/O接口中带有端口地址的寄存器或缓冲器
CPU通过端口 地址就可以对 端口中的数据 进行读写。
关系：
串行通信是将数据字节分成一位一位的形 式在一条传输线上逐个地传送。
接
发
收
D0
D7
送
设 备
8位顺次传送
设 备
串行通信的特点：传输线少，长距离传送时 成本低，且可以利用电话网等现成的设备， 但数据的传送控制比并行通信复杂。
8.1.1 串行通信的基本概念
一、异步通信与同步通信
1、异步通信 异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
异步通信的数据格式 ：
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。
典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。
同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧的 开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传
输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
二、串行通信的传输方向
1、单工 单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 2、半双工 半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 3、全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。
计
算
算
机 数据+时钟
机
甲
乙
自同步
面向字符的同步格式 ：
SYN SYN SOH 标题 STX
数据块
ETB/ETX 块校验
此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集
（如ASCII码）中的字符所组成。图中帧头为1个或2个同 步字符SYN（ASCII码为16H）。SOH为序始字符 （ASCII码为01H），表示标题的开始，标题中包含源地 址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始字符 （ASCII码为02H），表示传送的数据块开始。数据块是 传送的正文内容，由多个字符组成。数据块后面是组终 字符ETB（ASCII码为17H）或文终字符ETX（ASCII码 为03H）。然后是校验码。典型的面向字符的同步规程
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。
01101
计 数据
计
算
算
机
机
甲 时钟
乙
外同步
时钟
计 数据 0 1 1 0 1
如IBM的二进制同步规程BSC。
面向位的同步格式 ：
8位
8位
8位
≥0位
01111110 地址场 控制场
信息场
16位
8位
校验场 01111110
此时，将数据块看作数据流，并用序列作为开始和结束标 志。为了避免在数据流中出现序列时引起的混乱，发送方总 是在其发送的数据流中每出现5个连续的1就插入一个附加的0； 接收方则每检测到5个连续的1并且其后有一个0时，就删除该 0。
可能不全 有，但至
一个外设通常有一个I/O接口， 数据口 少有一个
一个I/O接口可以有多个I/O端口。 命令口
状态口
3
8.1 计算机串行通信基础
❖随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技 术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。 计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与 计算机之间的信息交换。
❖通信有并行通信和串行通信两种方式。在多 微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采 用串行通信方式。
发送
接收
单工
发送 时间1 接收 接收 时间2 发送
半双工
发送
接收
接收
发送
全双工
五、传输速率与传输距离
1、传输速率
比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是： 位／秒（bps）。如每秒钟传送240个字符，而每个 字符格式包含10位(1个起始位、1个停止位、8个数 据位)，这时的比特率为：
10位×240个/秒 = 2400 bps
停起
数
止始
据
位 位 LSB
位
奇停 偶止 MSB位 位
1/0 1 0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1
一帧数据 第n个字符
第n+1个字符
起始位： 为逻辑“0”信号，占用一位，用来通 知 接收设备，一个新的字符开始了
数据位： 5～8位。数据的最低位在前，最高位在后。
奇偶位： 紧跟在最高位之后，占用一位，奇偶校 验时，根据协议置“1”或“0”
控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求 发送和接收设备的时钟尽可能一致。
接 收 设10100100 1 备
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
异步通信是以字符（构成的帧）为 单位进行传输，字符与字符之间的间 隙（时间间隔）是任意的，但每个字 符中的各位是以固定的时间传送的， 即字符之间是异步的（字符之间不一 定有“位间隔”的整数倍的关系）， 但同一字符内的各位是同步的（各位 之间的距离均为“位间隔”的整数 倍）。
❖计算机通信是将计算机技术和通信技术的相结合， 完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信 息交换 。可以分为两大类：并行通信与串行通信。
❖并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同
时进行传送 。
8位同时传送 1
0接ຫໍສະໝຸດ 1发0收 设
1
送
1 0
设
备
0
备
询问
应答
并行通信控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离 传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。