单片机串口时序time sequence
单片机串口收发时序
单片机串口收发时序引言单片机串口通信是一种常用的通信方式。
在这种通信方式中，通过发送和接收串口数据，可以实现单片机与外部设备之间的数据传输。
而正确的串口收发时序是保证通信正常进行的关键。
串口通信原理串口通信是通过发送和接收电平变化来传输数据的。
一般使用的是异步串口通信方式，其中包括发送端和接收端，发送端将数据进行序列化，并通过串口线发送给接收端，接收端将接收到的数据进行反序列化，得到原始数据。
串口收发时序串口收发时序是指在通信过程中各个时钟信号的变化情况。
下面详细介绍串口收发时序的每个步骤。
时钟信号串口通信中最重要的时钟信号是波特率，即每秒钟发送的比特数。
波特率决定了串口数据传输的速度。
一般常用的波特率有9600、115200等。
发送端时序发送端的时序可以分为以下几个步骤： 1. 准备数据：发送端首先要准备要发送的数据。
2. 数据序列化：发送端将准备好的数据进行序列化，转换成电平变化的串口信号。
3. 起始位：发送端在数据序列前加上一个起始位，用来标识数据的开始。
4. 数据位：发送端按照波特率将数据位一个一个发送出去。
5. 奇偶校验位：发送端可以选择是否加入奇偶校验位，用来检测数据是否传输出错。
6. 停止位：发送端在数据序列后加上一个或多个停止位，用来标识数据的结束。
7. 等待确认：发送端在发送完一个字节的数据后，等待接收端的确认信号，确保数据已经正确接收。
接收端时序接收端的时序可以分为以下几个步骤： 1. 等待起始位：接收端在接收数据前，等待起始位的到来，用来标识数据的开始。
2. 数据位：接收端按照波特率开始接收数据位。
3. 奇偶校验位：如果发送端加入了奇偶校验位，接收端会检测数据是否传输出错。
4. 停止位：接收端在接收完所有数据位后，等待停止位的到来，用来标识数据的结束。
5. 确认信号：接收端在接收完一个字节的数据后，发送确认信号给发送端，表示数据已经正确接收。
时序示意图下图是串口收发时序的示意图：发送端：起始位数据位奇偶校验位停止位低电平高低变化高低变化高电平------ ------- -------- ------接收端：起始位数据位奇偶校验位停止位确认信号低电平高低变化高低变化高电平高电平串口收发时序的注意事项在进行串口通信时，需要注意以下几点： 1. 波特率要设置一致：发送端和接收端的波特率要设置成相同的值，才能保证数据传输的准确性。
MCS-51单片机串口编程及应用介绍
起 始 位
数
据 位
校 验 位
停 止 位
异步通信的帧格式
二、同步通信传送方式
同步传送：以同步字符 同步传送：以同步字符SYN开始连续发 开始连续发 再以同步字符结束， 送，再以同步字符结束，时钟信号同时发 适用高速、大容量的数据传送。 送。适用高速、大容量的数据传送。
开始 同步字符 同步字符 数据段 同步字符 结束 同步字符
工作原理： 工作原理： 发送：CPU执行 执行MOV SBUF,A，将数据送入SBUF SBUF。 发送：CPU执行MOV SBUF,A，将数据送入SBUF。 发送控制器按波特率发生器（定时器构成） 发送控制器按波特率发生器（定时器构成）提供的时钟速 率将SBUF中的数据一位、一位从TXD输出，发送结束时， SBUF中的数据一位 TXD输出 率将SBUF中的数据一位、一位从TXD输出，发送结束时，置 TI=1。 TI=1。 接收：接收控制器按波特率发生器提供的时钟速率从RXD引 接收：接收控制器按波特率发生器提供的时钟速率从RXD引 RXD 脚一位一位接收数据，当收到一个完整字符时，装入SBUF 脚一位一位接收数据，当收到一个完整字符时，装入SBUF 中，同时置RI=1，通知CPU，CPU执行MOV A,SBUF，将数据读 同时置RI=1，通知CPU，CPU执行MOV A,SBUF， RI=1 CPU 执行 入累加器A 入累加器A。 注意：由于SBUF具有双缓冲作用，它可以在CPU读入之前 注意：由于SBUF具有双缓冲作用，它可以在CPU读入之前 SBUF具有双缓冲作用 CPU 开始接收下一数据， CPU应在下一数据接收完毕前读取 开始接收下一数据， CPU应在下一数据接收完毕前读取 SBUF内容 由于串口的接收、发送各自独立， 内容。 SBUF内容。由于串口的接收、发送各自独立，所以可同时发 送及接收，即可以实现全双工通讯。 送及接收，即可以实现全双工通讯。
第2章 MCS-51单片机结构与时序_110905
2.3.1 运算部件及专用寄存器组
运算部件以算术逻辑单元ALU为核心，包括一个位处理器和 两个8位暂存寄存器（不对外开放），它能实现数据的算术运 算、逻辑运算、位变量处理和数据传输操作。 累加器ACC 寄存器B 专用寄存器组 程序状态字PSW 程序计数器PC 堆栈指针SP 数据指针寄存器DPTR
锁 存 器
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 VCC VSS
地 址 总 线 (AB)
数 据 总 线 (DB)
VCC VSS
ห้องสมุดไป่ตู้(a)
(b)
MCS-51系列单片机引脚及总线结构
2.3 微 处 理 器
Program State Word
accumulator
ALU －－Arithmetic and Logic Unit
图2.1 MCS-51单片机内部结构框图
1．算术逻辑单元ALU与累加器ACC、寄存器B
算术逻辑单元不仅能完成8位二进制的加、减、乘、除、加 1、减1及BCD加法的十进制调整等算术运算，还能对8位变量进 行逻辑"与"、"或"、"异或"、循环移位、求补、清零等逻辑运 算，并具有数据传输、程序转移等功能。 累加器(ACC，简称累加器A，地址E0H)为一个8位寄存器， 它是CPU中使用最频繁的寄存器。进入ALU作算术和逻辑运算的 操作数多来自于A，运算结果也常送回A保存。 寄存器B（地址F0H ）是为ALU进行乘除法运算而设置的。 若不作乘除运算时，则可作为通用寄存器使用。
CH376编程指南
/* 往 CH376 数据端口写入数据 */
void xWriteCH376Data( UINT8 mData ) /* 向 CH376 写数据 */
{
/* (*(volatile unsigned char xdata *)0xBCF0) = mData ； */ /* 通过 51 单片机外
部并行总线接口操作向 CH376 写入数据 */
CH376_DATA_DAT_OUT( mData )； /* 向 CH376 的并口输出数据 */
CH376_DATA_DIR_OUT( )；
/* 设置并口方向为输出 */
CH376_A0 = 0；
CH376_CS = 0；
CH376 编程指南
２
CH376_WR = 0； /* 输出有效写控制信号， 写 CH376 芯片的数据端口 */
并口读写时序如下：
/* 往 CH376 命令端口写入命令 */ void xWriteCH376Cmd( UINT8 mCmd ) /* 向 CH376 写命令 */ {
/* (*(volatile unsigned char xdata *)0xBDF1) = mCmd ； */ /* 通过 51 单片外部并行总线接口操作向 CH376 写入命令 */ CH376_DATA_DAT_OUT( mCmd )； /* 向 CH376 的并口输出数据 */ CH376_DATA_DIR_OUT( )； /* 设置并口方向为输出 */ CH376_A0 = 1； CH376_CS = 0； CH376_WR = 0； /* 输出有效写控制信号， 写 CH376 芯片的命令端口 */ //CH376_CS = 0； /* 该操作无意义，仅作延时，CH376 要求读写脉冲宽度大于 40nS */ CH376_WR = 1； /* 输出无效的控制信号， 完成操作 CH376 芯片 */ CH376_CS = 1； CH376_A0 = 0； CH376_DATA_DIR_IN( )； /* 禁止数据输出 */ /*mDelay0_5uS( )； mDelay0_5uS( )； mDelay0_5uS( )；*/ /* 延时 1.5uS 确保读写周期大于 1.5uS，或者用状态查询代替 */ }
51单片机串口通信程序。。含详细例子
{ P3_4=0; P3_3=1;
} void RstPro()//编程器复位 {
pw.fpProOver();//直接编程结束 SendData();//通知上位机，表示编程器就绪，可以直接用此函数因为协议号（ComBuf[0]）还没被修改，下同 }
void ReadSign()//读特征字 {
} void serial () interrupt 4 using 3 //串口接收中断函数 {
if (RI) { RI = 0 ; ch=SBUF; read_flag= 1 ; //就置位取数标志 }
} main()
{ init_serialcom(); //初始化串口 while ( 1 ) { if (read_flag) //如果取数标志已置位，就将读到的数从串口发出 { read_flag= 0 ; //取数标志清 0 send_char_com(ch); } }
while(RI == 0); RI = 0; c = SBUF; // 从缓冲区中把接收的字符放入 c 中 SBUF = c; // 要发送的字符放入缓冲区 while(TI == 0); TI = 0; } }
4.//////////////// /////////////////////////////////////////////////////////
SendData(); } else break;//等待回应失败 } pw.fpProOver();//操作结束设置为运行状态 ComBuf[0]=0;//通知上位机编程器进入就绪状态 SendData(); }
void Lock()//写锁定位
{
pw.fpLock();
SendData();
单片机的双机串口通信原理
单片机的双机串口通信原理单片机的双机串口通信原理是通过串口连接两个单片机，使它们能够进行数据的传输和通信。
串口是一种常见的通信方式，它使用两条信号线进行数据的传输：一条是串行数据线（TXD），用于发送数据；另一条是串行接收线（RXD），用于接收数据。
通过串口通信，两个单片机可以进行双向的数据传输，实现信息的互相交流和共享。
在双机串口通信中，一台单片机充当主机（Master），另一台单片机充当从机（Slave）。
主机负责发起通信请求并发送数据，从机负责接收并响应主机发送的数据。
通信过程中，主机和从机需要遵守相同的协议和通信规则，以确保数据的正确和可靠传输。
双机串口通信的主要步骤如下：1. 端口初始化：在双机串口通信开始之前，两台单片机的串口端口需要初始化。
主机和从机需要设置相同的波特率（Baud Rate），数据位数（Data Bits）、停止位数（Stop Bits）和校验方式（Parity Bit），确保两台单片机之间的通信能够正常进行。
2. 数据发送：主机将要发送的数据写入到串口发送寄存器中，然后通过串口发送线路将数据位一位一位地发送给从机。
主机发送完所有数据位后，等待从机的响应。
3. 数据接收：从机通过串口接收线路接收主机发送的数据位，然后将接收到的数据位存放在串口接收寄存器中，等待从机的处理。
4. 数据处理：从机接收到主机发送的数据后，根据通信协议和通信规则进行数据处理。
从机可能需要对数据进行校验、解析和执行相应的操作，然后将处理结果写入到串口发送寄存器中，以供主机进行相应的处理。
5. 响应发送：从机将处理结果写入到串口发送寄存器中，然后通过串口发送线路将数据位一位一位地发送给主机。
从机发送完所有数据位后，等待主机的进一步操作。
6. 数据接收：主机通过串口接收线路接收从机发送的数据位，然后将接收到的数据位存放在串口接收寄存器中，等待主机的处理。
7. 数据处理：主机接收到从机发送的数据后，根据通信协议和通信规则进行数据处理。
串行通信数据格式
（2）当需要发送时，发送端首先输出逻辑0，作为起始 位。 （由CPU控制？）
（3）接着，发送端首先发送D0位，直到各数据位发送完。
（4）如果需要的话，发送端输出校验位。
（5）最后，发送端输出停止位（逻辑1）。
面向字符的同步协议：
面向位时，将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始和 结束标志。为了避免在数据流中出现序列01111110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‘l”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”。
双同步：发送方先传送2个同步字符，再传送数据块， 接收方检测到同步字符后接收数据；
外同步：用一条专用线来传送同步字符，以实现收发双 方同步操作。
面向字符的同步协议（IBM的BSC协议） 该协议规定了10个特殊字符（称为控制字符）作为信息传输的标志。 其格式为：
SYN SOH 标题STX 数据块ETB/ETX 块校验 SYN：同步字符（Synchronous character），每帧可加1个（单同步） 或2个（双同步）同步字符。 SOH：标题开始（Start of Header）。 标题：Header，包含源地址（发送方地址）、目的地址（接收方地 址）、路由指示。（这些都不太懂）
例：传送8位数据45H（0100,0101B），奇校验，1个停止位， 则信号线上的波形象图2所示那样：异步通信的速率：若 9600bps，每字符8位，1起始，1停止，无奇偶，则实际每字 符传送10位，则960字符/秒。
异步通信数据格式：
第n-1位 | <------------------第n个字符------------------->|
单片机：51单片机的延时及时序分析
计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的。
这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。
单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序，为了保证各部件间的同步工作，单片机内部电路应在唯一的时钟信号下严格地控时序进行工作，在学习51单片机的时序之前，我们先来了解下时序相关的一些概念。
既然计算机是在统一的时钟脉冲控制下工作的，那么，它的时钟脉冲是怎么来的呢？要给我们的计算机CPU提供时序，就需要相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。
我们学习的8051单片机内部有一个高增益反相放大器，这个反相放大器的作用就是用于构成振荡器用的，但要形成时钟，外部还需要加一些附加电路。
8051单片机的时钟产生有以下两种方法：1. 内部时钟方式：利用单片机内部的振荡器，然后在引脚XTAL1（18脚）和XTAL2（19脚）两端接晶振，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，外接晶振时，晶振两端的电容一般选择为30PF左右；这两个电容对频率有微调的作用，晶振的频率范围可在1.2MHz-12MHz之间选择。
为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。
2. 外部时钟方式：此方式是利用外部振荡脉冲接入XTAL1或XTAL2。
HMOS和CHMOS单片机外时钟信号接入方式不同，HMOS型单片机（例如8051）外时钟信号由XTAL2端脚注入后直接送至内部时钟电路，输入端XTAL1应接地。
由于XTAL2端的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个上接电阻。
对于CHMOS型的单片机（例如80C51），因内部时钟发生器的信号取自反相器的输入端，故采用外部时钟源时，接线方式为外时钟信号接到XTAL1而XTAL2悬空。
如下图外接时钟信号通过一个二分频的触发器而成为内部时钟信号，要求高、低电平的持续时间都大于20ns，一般为频率低于12MHz的方波。
片内时钟发生器就是上述的二分频触发器，它向芯片提供了一个2节拍的时钟信号。
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串行通信（Serial Communication）
方式0。
串行口为同步移位寄存器的输入\输出方式，主要用于扩展并行输入或输出口。
对51单片机，数据由RXD（P3.0）引脚输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）引脚输出。
发送和接收均为8位数据，低位在先，高位在后，波特率固定为f osc/12.
方式1。
方式1是10位数据的异步通信口，其中，1位起始位，8位数据位，1位停止位。
TXD（P3.1）为数据发送引脚，RXD（P3.0）为数据接收引脚。
其传输波特率是可变的，对于51单片机，波特率由定时器1的溢出率决定。
方式1的使用很普遍，需要完全掌握。
方式2，3。
方式2,3为11位数据的异步通信口。
TXD（P3.1）为数据发送引脚，RXD （P3.0）为数据接收引脚。
这两种方式下起始位1位，数据9位（含一位附加的第9位，发送时为SCON的TB8，接收时为RB8），停止位1位，一帧数据为11位。
方式2的波特率固定为晶振频率的1/64或1/32。
方式3的波特率由定时器T1的溢出率决定。
方式2和方式3的差别仅在于波特率的选取方式不同，在两种方式下，接受到的停止位与SBUF、RB8及RI都无关。
串行口基本结构
SBUF相当于一个8位的寄存器。
SBUF共用一个地址99H，但是在物理上是两个独立的寄存器，由指令操作决定访问哪一个寄存器。
接收器具有双缓冲结构，即在从接收寄存器中读出前一个已收到的字节之前，便能接收第二个字节。
若果第二个字节已接收完毕，第一个字节还没有读出，则将丢失第一个字节。
串行口方式1的时序（Time Sequence）
串行口方式1传送一帧数据（A frame of data）的格式如下：
一帧数据供10位，1位起始位（0），8位数据位，最低位在前，最高位在后，1位停止位（1），帧与帧之间有空闲，也可以无空闲。
方式1数据输出时序图如下：
方式1数据输出时序图
当数据被写入SBUF寄存器后，单片机自动开始从起始位发送数据，发送到停止位的开始时，由内部硬件将TI置1，向CPU申请中断，接下来可在中断服务程序中作相应处理，也可以选择不进入中断。
方式1数据输入时序图
用软件置REN为1时，接收器以所选择波特率的16倍速率采样RXD引脚电平，检测到RXD引脚输入电平发生负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。
接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输
入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位，当RI=0，且SM=2（或接收到的停止位为1）时，将接收到的9位数据的前8位数据装入接收SBUF，第9位（停止位）进入RB8，并置RI=1，向CPU请求中断。