第二章单片机串行通信概述3
单片机第一章第二章第三章
码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使
用高级语言进行开发；
·作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输
出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具
备10mA-20mA灌电流的能力；
·片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、
启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；
整理课件
属于RISC结构的有Microchip公司的PIC系列、 Atmel的AT90S系列、 Zilog的Z86系列、韩国三星 公司的KS57C系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系 列等。
一般来说，控制关系较简单的小家电，可以采用 RISC型单片机；控制关系较复杂的场合，如通讯产品、 工业控制系统应采用CISC单片机。
整理课件
三、 单片机的特点、分类、及应用
1. 单片机的特点
（1）性价比高 （2）控制功能强 （3）高集成度、高可靠性、体积小 （4）低电压、低功耗
2. 单片机的分类
（1）按单片机内部程序存储器分类 片内无ROM型 片内带掩膜ROM（QTP）型、片内EPROM型、
片内一次可编写型（OTP型）和片内带Flash型等。 整理课件
（4）按单片机字长分类 4位、8位、16位、32位整理、课件和64位机
3. 单片机均可用单片机实现
四、MCS-51和8051、8031、89C51等的关系
MCS-51是指INTEL公司生产的一系列单片机的总称。
此系列包括好多品种，如8031，8051，8751， 8032，8052，8752等等。
系统。
单片机片内的各功能部件 通过内部总线相互连接，
集成在单片机内的这 些部件如何连接和进
单片机的通信接口及通信协议概述
单片机的通信接口及通信协议概述随着科技的快速发展，单片机已经成为许多电子产品的核心部分。
而单片机的通信接口及通信协议则扮演着连接与控制外围设备的重要纽带。
本文将对单片机的通信接口及通信协议进行概述，帮助读者了解单片机通信的基本原理与应用。
一、串行通信接口串行通信接口是单片机与外部设备进行数据传输的一种常用方式。
它通过将数据一位一位地顺序传送，使得通信过程更加可靠。
常见的串行通信接口有UART、SPI和I2C。
1. UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器）：UART是一种最基本的串行通信接口，实现简单，广泛应用于单片机的串口通信。
UART通过将数据以异步的方式进行传输，即发送端和接收端的时钟不同步，可以实现双向通信。
2. SPI（Serial Peripheral Interface，串行外围接口）：SPI是一种同步的串行通信接口，适用于单片机与外部设备之间的高速数据传输。
SPI通信主要通过四根线进行，分别是时钟线、数据输入线、数据输出线和片选线。
SPI可以支持单主单从、单主多从和多主多从的通信方式。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit，集成电路互连）：I2C是一种双线制的串行通信接口，适用于单片机与多个外部设备之间进行数据传输。
I2C接口通常有两根线，即串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
I2C采用主从模式，其中主机由单片机担任，从机可以是各种外围设备。
二、并行通信接口并行通信接口是一种同时传输多个位的通信方式，可以实现更高的数据传输速率。
常见的并行通信接口有GPIO（General PurposeInput/Output，通用输入输出）、外部总线接口等。
1. GPIO：GPIO是单片机通用的输入输出引脚，可以用来与外部设备进行并行通信。
通过对GPIO引脚的电平控制，单片机可以进行数据的输入和输出。
《单片机串行接口》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
单片机 串口通信原理
单片机串口通信原理
单片机串口通信是指通过串行口进行数据的传输和接收。
串口通信原理是利用串行通信协议，将数据按照一定的格式进行传输和接收。
在单片机中，串口通信一般是通过UART（通用异步收发传输器）模块来实现的。
UART模块包括发送和接收两部分。
发送部分将数据从高位到低位逐位发送，接收部分则是将接收到的数据重新组装成完整的数据。
串口通信的原理是利用串行通信协议将发送的数据进行分帧传输。
在传输的过程中，数据被分成一个个的数据帧，每帧包括起始位、数据位、校验位和停止位。
起始位和停止位用于标识数据的开始和结束，数据位则是用来存放需要传输的数据。
校验位用于校验数据的正确性。
在发送端，单片机将需要发送的数据按照一定的格式组装成数据帧，然后通过UART发送出去。
在接收端，UART接收到的数据也是按照数据帧的格式进行解析，然后重新组装成完整的数据。
通过这样的方式，发送端和接收端可以进行数据的传输和接收。
串口通信具有简单、可靠性高、适应性强等优点，广泛应用于各种领域，如物联网、嵌入式系统等。
掌握串口通信原理对于单片机的应用开发具有重要意义。
单片机串行口的工作原理
单片机串行口的工作原理一、引言单片机串行口是单片机与外部设备进行通信的一种重要方式。
它通过串行通信协议将数据从单片机发送到外部设备或从外部设备接收数据并传输到单片机。
本文将详细介绍单片机串行口的工作原理。
二、串行通信协议1. 串行通信概述串行通信是指在同一时间内，只有一个比特（bit）被传输的通信方式。
与之相对的是并行通信，它可以同时传输多个比特。
由于现代计算机系统中各种设备间需要大量数据交换，因此串行通信成为了广泛应用的一种通讯方式。
2. 常见的串行通信协议常见的串行通信协议有RS232、RS485、I2C和SPI等。
其中，RS232是最早广泛使用的标准，用于在计算机和调制解调器之间进行数据传输。
RS485则是一种多点连接的标准，适用于在远距离范围内进行数据传输。
I2C和SPI则主要用于芯片级别的短距离数据传输。
三、单片机串口硬件结构1. 串口芯片在单片机系统中，使用专门的UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）芯片来实现串口通信。
UART芯片包括发送和接收两个模块，可以将单片机的并行数据转换为串行数据进行传输，并将接收到的串行数据转换为单片机可以处理的并行数据。
2. 串口引脚在单片机中，通常有两个引脚用于串口通信，分别为TX（发送）和RX（接收）。
这些引脚通过芯片内部的寄存器进行控制，以实现对串口的配置和控制。
3. 波特率发生器波特率是指在单位时间内传输的比特数。
在单片机中，使用波特率发生器来控制UART芯片的工作频率，从而实现不同波特率下的数据传输。
四、单片机串口软件实现1. 串口初始化在使用单片机进行串口通信之前，需要先对串口进行初始化。
这包括设置波特率、校验位、停止位等参数，并启动UART芯片以使其准备好接收或发送数据。
2. 串口发送当需要向外部设备发送数据时，在单片机中可以通过向TX引脚写入相应的比特序列来实现。
在发送前需要检查TX缓冲区是否为空，并等待直到缓冲区为空后再进行下一次传输。
单片机中串行通信的三种类型
单片机中串行通信的三种类型在单片机的世界里，串行通信就像一条小小的高速公路，将各种数据在不同的部件之间传递。
它的基本任务就是让不同的设备能够互相“聊天”，共享信息。
想象一下，如果没有串行通信，单片机和外设之间就像被厚厚的墙隔开了，彼此难以沟通。
因此，了解串行通信的三种主要类型非常重要。
下面，我们就来聊聊这些串行通信的类型吧！1. 异步串行通信1.1 什么是异步串行通信？异步串行通信，顾名思义，就是在数据传输的时候，双方并不需要保持同步。
说白了，就是两头在做各自的事情，偶尔通过约定的信号来“打招呼”。
就像你和朋友在微信上聊天，不需要时时刻刻保持在线，偶尔发个消息就行了。
1.2 异步串行通信的工作原理在这种通信方式中，数据被拆分成一串串的字节，每个字节都会被加上一个起始位和一个停止位。
起始位告诉接收方：“嘿，数据来了！”而停止位则是“这条消息完了！”的信号。
这就像在你发短信时，在开始和结束的时候都留个标记，让对方知道你的信息什么时候开始和结束。
1.3 异步串行通信的应用这种通信方式应用非常广泛，比如我们常用的UART（通用异步收发传输器）就属于这个类别。
UART在我们的生活中几乎无处不在，从电脑的串口到一些简单的传感器都用得上它。
2. 同步串行通信2.1 什么是同步串行通信？同步串行通信和异步串行通信有点像“有组织的队伍”，双方在数据传输的过程中要保持同步。
就是说，你发数据的时候，对方也要准备好接收数据，这就像排队一样，大家都得按顺序来。
2.2 同步串行通信的工作原理在同步通信中，除了数据本身，还需要一个额外的时钟信号来确保数据的准确传输。
可以把时钟信号看作是“指挥棒”，它帮助双方协调一致地进行数据传输。
想象一下在舞台上表演的舞者，大家都得跟着同一个节拍才能跳得整齐划一。
2.3 同步串行通信的应用同步串行通信的速度通常比异步串行通信快，因为它减少了数据传输过程中的额外开销。
常见的同步串行通信协议包括SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路间接口）。
PLC与单片机之间的串行通信实现方法探讨
PLC与单片机之间的串行通信实现方法探讨随着工业自动化的不断发展，PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）和单片机作为常用的控制设备，扮演着越来越重要的角色。
在实际的工业生产中，PLC和单片机往往需要进行数据的交互和通信，以实现对工艺过程的控制和监测。
而在这种通信中，串行通信被广泛应用。
本文将探讨PLC和单片机之间的串行通信实现方法，以期为实际应用提供一些参考。
一、串行通信概述串行通信是指在数据传输中，比特按照一定的顺序进行传送，也就是每次只传送一个比特位。
与之相对应的是并行通信，其数据在传输时多个比特同时传送。
在实际工业控制系统中，串行通信由于线缆布置简单、传输距离远和干扰小等特点而得到了广泛的应用。
串行通信包含同步和异步两种方式。
在同步串行通信中，发送和接收设备通过一个时钟信号实现同步传输。
而在异步串行通信中，传输的数据通过起始位和停止位的表示来进行同步。
在工业控制系统中，由于同步通信受到时钟信号的限制，一般采用异步串行通信的方式。
二、PLC与单片机之间的串行通信现在让我们来讨论PLC与单片机之间的串行通信。
PLC作为工业控制中的核心设备，通常负责控制和监测生产过程。
而单片机则常用于硬件控制和数据的采集。
在工业控制系统中，PLC和单片机之间需要进行数据的交互和通信，以实现工艺过程的控制和监测。
在实际的应用中，PLC与单片机之间的串行通信一般采用RS-232、RS-485、Modbus等通信协议。
RS-232是一种传统的串行通信标准，其传输距离较短，一般在15米左右。
RS-485则是一种适用于远距离传输的串行通信标准，其传输距离可以达到1200米。
而Modbus是一种通信协议，广泛应用于工业控制系统中，其采用主从架构，支持点对点和多点通信。
1、使用串口通信模块在实际应用中，我们可以在PLC和单片机上分别搭载串口通信模块，通过串口通信模块实现两者之间的数据交互。
单片机与单片机通信原理
单片机与单片机通信原理
单片机与单片机之间的通信原理是通过串行通信或并行通信进行的。
串行通信是指将数据按位顺序传输，而并行通信则是同时传输多个位。
在串行通信中，需要使用UART（通用异步收发器）进行通信。
UART将数据转换为适合传输的格式，并通过一个线路将数据发送到接收方。
在发送数据时，发送方将数据发送到UART
的发送缓冲区中，UART会按照设定的速率将数据按位发送。
接收方的UART会接收到发送方发送的数据，将其保存在接
收缓冲区中，然后应用程序可以从接收缓冲区中读取数据。
在并行通信中，通常使用I2C（双线串行总线）或SPI（串行
外围接口）进行通信。
I2C通信使用两根线路：数据线（SDA）和时钟线（SCL）。
发送方通过SDA线将数据发送给接收方，同时使用SCL线提供时钟信号。
接收方通过SCL线接收时钟
信号，并从SDA线上读取数据。
SPI通信需要至少四根线路：时钟线（SCK）、主设备输出（MOSI）、主设备输入（MISO）和片选线（SS）。
在SPI
通信中，主设备通过时钟线提供时钟信号，通过MOSI线发送数据给从设备，并通过MISO线接收从设备传输的数据。
片选线用于选择将要进行通信的从设备。
无论是串行通信还是并行通信，单片机之间的通信都需要事先约定好通信协议和参数设置，以确保数据的准确传输。
通信协
议可以包括数据格式、波特率等。
同时，通信的双方也需要进行数据的校验和错误处理，以防止数据传输中的错误或丢失。
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2.4 单片机中的串行口
2.4.2 串行口的工作方式
80C51串行通信共有4种工作方式，它们分别是方式0 、方式1、方式2和方式3，由串行控制寄存器SCON中的 SM0 SM1决定，如表所示。
2.4 单片机中的串行口
2.4.1 串行口的结构和控制
➢ TI：发送中断标志位。TI=1，表示已结束一帧数据发送，可 由软件查询TI位标志，也可以向CPU申请中断。 注意：TI在任何工作方式下都必须由软件清0。
➢ RI：接收中断标志位。RI=1，表示一帧数据接收结束。可 由软件查询RI位标志，也可以向CPU申请中断。 注意：RI在任何工作方式下也都必须由软件清0。
PC机与单片机的通讯技术
第二章 单片机串行通信概述
目录
2.1 串行通信的基本概念 2.2 串行通信的接口标准 2.3 个人计算机中的串行接口 2.4 单片机中的串行口
2.4 单片机中的串行口
2.4.1 串行口的结构和控制
80C51内部有一个可编程全双工串行通信接口。该部件不仅能
同时进行数据的发送和接收，也可作为一个同步移位寄存器使用
二、方式1 (2) 数据接收
RI=0，REN=1时，接收电路以波特率的16倍速度采样 RXD引脚，如出现由“1”变“0”跳变，认为有数据正在发送 。在接收到第9位数据（即停止位）时，必须同时满足以下两个 条件：RI=0和SM2=0或接收到的停止位为“1”，才把接收到的数据 存入SBUF中，停止位送RB8，同时置位RI。若上述条件不满足， 接收到的数据不装入SBUF被舍弃。在方式1下，SM2应设定为0。
2.4 单片机中的串行口
2.4.2 串行口的工作方式
三、方式2和方式3
方式2或方式3时为11位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚， RXD为数据接收引脚 。
方式2和方式3时起始位1位，数据9位（含1位附加的第9位，发送 时为SCON中的TB8，接收时为RB8），停止位1位，一帧数据为11位 。
2.4 单片机中的串行口
2.4.2 串行口的工作方式
一、方式0 方式0时，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。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fosc/12。
。
内 部 总 线
发送 SBUF (99H)
同 步 时 钟
接收 SBUF (99H)
门电路
发送控制器
串行口中 断
TI ≥1 RI
接收控制器
输入移位寄存器
串 行 口 控 制 寄 存 器 (98H)
TXD(P3.1) RXD(P3.0)
图 80C51串行口结构框图
2.4 单片机中的串行口
2.4.1 串行口的结构和控制 2. 串行控制寄存器SCON
（1）发送：TI=0时，将一个数据写入串行口发送缓 冲器SBUF时，8位数据由低位到高位从RXD引脚送 出，TXD发送同步脉冲。发送完后，由硬件置位TI （。2）接收：RI=0，REN=1时启动接收，数据从 RXD输入，TXD输出同步脉冲。8位数据接收完， 由硬件置位RI。
2.4 单片机中的串行口
➢ REN：串行接受允许控制位。该位由软件置位或复位。当 REN=1，允许接收；当REN=0，禁止接收。
2.4 单片机中的串行口
2.4.1 串行口的结构和控制 ➢ TB8：方式2和方式3中要发送的第9位数据。该位由 软件置位或复位。在方式2和方式3时，TB8是发送 的第9位数据。在多机通信中，以TB8位的状态表示 主机发送的是地址还是数据：TB8=1表示地址， TB8=0表示数据。TB8还可用作奇偶校验位。 ➢ RB8：接收数据第9位。在方式2和方式3时，RB8存 放接收到的第9位数据。RB8也可用作奇偶校验位。 在方式1中，若SM2=0，则RB8是接收到的停止位。 在方式0中，该位未用。
2.4.2 串行口的工作方式
1、方式0 发送
2、方式0 接收
2.4 单片机中的串行口
2.4.2 串行口的工作方式
二、方式1
方式1是10位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚，RXD为数据 接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。 其中1位起始位，8位数据位，1位停止位。
2.4 单片机中的串行口
2.4.2 串行口的工作方式
➢ 在AT89C51中，串行发送中断TI和接收中断RI的中断入 口地址是同是0023H，因此在中断程序中必须由软件查询 TI和RI的状态才能确定究竟是接收还是发送中断，进而作出 相应的处理。单片机复位时，SCON所有位均清0。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.4 单片机中的串行口
2.4.1 串行口的结构和控制
3、电源控制寄存器PCON
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。
2.4 单片机中的串行口
2.4.1 串行口的结构和控制
➢ SM2：多机通信控制器位。在方式0中，SM2必须设成0。 在方式1中，当处于接收状态时，若SM2=1，则只有接收到 有效的停止位“1”时，RI才能被激活成“1”(产生中断请 求)。在方式2和方式3中，若SM2=0，串行口以单机发送或 接收方式工作，TI和RI以正常方式被激活并产生中断请求； 若SM2=1，RB8=1时，RI被激活并产生中断请求。
串行控制寄存器SCON用于设置串行口的工作方式、 监视串行口的工作状态、控制发送与接收的状态等。它是 一个既可以字节寻址又可以位寻址的8位特殊功能寄存器。 其格式如图所示。
2.4 单片机中的串行口
2.4.1 串行口的结构和控制
➢ SM0 SM1：串行口工作方式选择位。其状态组合所对应 的工作方式如表所示。
二、方式1 (1) 数据发送 当TI=0时，执行“MOV SBUF，A”指令后开始发 送，由硬件自动加入起始位和停止位，构成一帧数据， 然后由TXD端串行输出。发送完后，TXD输出线维持在 “1”状态下，并将SCON中的TI置1，表示一帧数据发送 完毕。
2.4 单片机中的串行口
2.4.2 串行口的工作方式