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1、会计学1串口通信原理串口通信原理(yunl)详解详解第一页，共47页。7.1 7.1 计算机串行通信计算机串行通信计算机串行通信计算机串行通信(tng(tng xn)xn)基础基础基础基础 n n随着多微机系统的广泛应用和计随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通算机网络技术的普及，计算机的通信信(tng xn)功能愈来愈显得重要。功能愈来愈显得重要。计算机通信计算机通信(tng xn)是指计算机是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。的信息交换。n n通信通信(tng xn)有并行通信有并行通信(tng xn)和串行通信和串行通信(
2、tng xn)两种方式两种方式。在多微机系统以及现代测控系统。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中信息的交换多采用串行通信(tng xn)方式。方式。第1页/共47页第二页，共47页。n n计算机通信计算机通信计算机通信计算机通信(tng xn)(tng xn)是将计算机技术和通信是将计算机技术和通信是将计算机技术和通信是将计算机技术和通信(tng xn)(tng xn)技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交
3、换机之间的信息交换机之间的信息交换机之间的信息交换 。可以分为两大类：并行通信。可以分为两大类：并行通信。可以分为两大类：并行通信。可以分为两大类：并行通信(tng(tng xn)xn)与串行通信与串行通信与串行通信与串行通信(tng xn)(tng xn)。n n并行通信并行通信并行通信并行通信(tng xn)(tng xn)通常是将数据字节的各位用多条数通常是将数据字节的各位用多条数通常是将数据字节的各位用多条数通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送据线同时进行传送据线同时进行传送据线同时进行传送 。并行通信控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离传并行通信控制简单、传输速度快
4、；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送时成本高且接收方的各位同时接收存在(cnzi)困难。困难。第2页/共47页第三页，共47页。串行通信是将数据字节分成一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位一位的形式在一条传输线上逐个个(zhg)地传送。地传送。串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成本低，且可以利用电话网等现成(xinchng)的的设备，但数据的传送控制比并行通信复杂。设备，但数据的传送控制比并行通信复杂。第3页/共47页第四页，共47页。7.1.1 7.1.1 7.1.1 7
5、.1.1 串行通信的基本概念串行通信的基本概念串行通信的基本概念串行通信的基本概念 一、异步通信与同步通信一、异步通信与同步通信一、异步通信与同步通信一、异步通信与同步通信1 1 1 1、异步通信、异步通信、异步通信、异步通信 异步通信是指通信的发送与接收设备异步通信是指通信的发送与接收设备异步通信是指通信的发送与接收设备异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过使用各自的时钟控制数据的发送和接收过使用各自的时钟控制数据的发送和接收过使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发程。为使双方的收发程。为使双方的收发程。为使双方的收发(shuf)(shuf)(s
6、huf)(shuf)协调，要求协调，要求协调，要求协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。发送和接收设备的时钟尽可能一致。发送和接收设备的时钟尽可能一致。发送和接收设备的时钟尽可能一致。第4页/共47页第五页，共47页。异步通信是以字符（构成异步通信是以字符（构成异步通信是以字符（构成异步通信是以字符（构成(guchng)(guchng)的帧）为单位进行传输，字符与字符之的帧）为单位进行传输，字符与字符之的帧）为单位进行传输，字符与字符之的帧）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，但每间的间隙（时间间隔）是任意的，但每间的间隙（时间间隔）是任意的，但每间的间隙（时间间隔）
7、是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，个字符中的各位是以固定的时间传送的，个字符中的各位是以固定的时间传送的，个字符中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间不一定有即字符之间不一定有即字符之间不一定有即字符之间不一定有“位间隔位间隔位间隔位间隔”的整数倍的整数倍的整数倍的整数倍的关系，但同一字符内的各位之间的距的关系，但同一字符内的各位之间的距的关系，但同一字符内的各位之间的距的关系，但同一字符内的各位之间的距离均为离均为离均为离均为“位间隔位间隔位间隔位间隔”的整数倍。的整数倍。的整数倍。的整数倍。第5页/共47页第六页，共47页。异步通信异步通信(tng xn)的数据格式的数据
8、格式：异步通信的特点：不要求异步通信的特点：不要求(yoqi)收发双收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加较小，但每个字符要附加23位用于起止位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。高。第6页/共47页第七页，共47页。2、同步通信、同步通信同步通信时要建立发送方时钟对同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。此时达到完全同步。此时(c sh)，传，传输数据的位之间的距离均为输数据的位之间的距离均为“位间位间隔隔”的整数倍，同时传送
9、的字符间的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位同步关系，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接收方的同步可以通过两种方法实现。实现。外同步(tngb)自同步(tngb)第7页/共47页第八页，共47页。面向字符面向字符(z f)的的同步格式同步格式：此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集（如（如ASCII码）中的字符所组成。图中帧头为码）中的字符所组成。图中帧头为1个或个或2个同步个同步字符字符SYN（ASCII码为码为16H）。）。SOH为序始字符（为序始字
10、符（ASCII码码为为01H），表示标题的开始，标题中包含源地址、目标地址），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。和路由指示等信息。STX为文始字符（为文始字符（ASCII码为码为02H），），表示传送的数据块开始。数据块是传送的正文表示传送的数据块开始。数据块是传送的正文(zhngwn)内容，由多个字符组成。数据块后面是组终字符内容，由多个字符组成。数据块后面是组终字符ETB（ASCII码为码为17H）或文终字符）或文终字符ETX（ASCII码为码为03H）。）。然后是校验码。典型的面向字符的同步规程如然后是校验码。典型的面向字符的同步规程如IBM的二进制的二进制同步
11、规程同步规程BSC。第8页/共47页第九页，共47页。面向位的同步面向位的同步(tngb)格式格式：此时，将数据块看作数据流，并用序列此时，将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始和结束作为开始和结束标志。为了避免在数据流中出现序列标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起的混乱，发送时引起的混乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的个连续的1就插入一个附加的就插入一个附加的0；接收方则每检测到接收方则每检测到5个连续的个连续的1并且其后有一个并且其后有一个0时，就删除该时，就删除该0。典型的面向位的同步协议如典型的面向位的同步协议
12、如ISO的高级数据链路控制的高级数据链路控制(kngzh)规规程程HDLC和和IBM的同步数据链路控制的同步数据链路控制(kngzh)规程规程SDLC。同步通信的特点是以特定的位组合同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧的开始和结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，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。但实现的硬件设备比异步通信复杂。第9页/共47页第十页，共47页。二、串行通信的传输方向二、串行通信的传输方向二、串行通信的传输方向二、串行通信的传输方向1 1、单工、单工、单工、单工单工
13、是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。2 2、半双工、半双工、半双工、半双工半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行(jnxng)(jnxng)。3 3、全双工、全双工、全双工、全双工全双工是指数据可以同时进行全双工是指数据可以同时进行全双工是指数据可以同时进行全双工是指数据可以同时进行(
14、jnxng)(jnxng)双向传输。双向传输。双向传输。双向传输。单工 半双工半双工 全双工全双工第10页/共47页第十一页，共47页。三、信号的调制与解调三、信号的调制与解调 利用调制器（利用调制器（Modulator）把）把数字信号转换成模拟信号，然后数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器送到通信线路上去，再由解调器（Demodulator）把从通信线路）把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信上收到的模拟信号转换成数字信号。由于通信是双向的，调制器号。由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个和解调器合并在一个(y)装装置中，这就是调制解调器置中，这就是调制解调器MOD
15、EM。第11页/共47页第十二页，共47页。四、串行通信的错误校验四、串行通信的错误校验四、串行通信的错误校验四、串行通信的错误校验 1 1、奇偶校验、奇偶校验、奇偶校验、奇偶校验在发送数据时，数据位尾随的在发送数据时，数据位尾随的在发送数据时，数据位尾随的在发送数据时，数据位尾随的1 1位为奇偶校验位（位为奇偶校验位（位为奇偶校验位（位为奇偶校验位（1 1或或或或0 0）。）。）。）。奇校验时，数据中奇校验时，数据中奇校验时，数据中奇校验时，数据中“1”“1”的个数与校验位的个数与校验位的个数与校验位的个数与校验位“1”“1”的个数之和的个数之和的个数之和的个数之和应为奇数；偶校验时，数据中
16、应为奇数；偶校验时，数据中应为奇数；偶校验时，数据中应为奇数；偶校验时，数据中“1”“1”的个数与校验位的个数与校验位的个数与校验位的个数与校验位“1”“1”的个数之和应为偶数。接收字符时，对的个数之和应为偶数。接收字符时，对的个数之和应为偶数。接收字符时，对的个数之和应为偶数。接收字符时，对“1”“1”的个数进行的个数进行的个数进行的个数进行校验，若发现不一致校验，若发现不一致校验，若发现不一致校验，若发现不一致(yzh)(yzh)，则说明传输数据过程中出，则说明传输数据过程中出，则说明传输数据过程中出，则说明传输数据过程中出现了差错。现了差错。现了差错。现了差错。3、循环冗余校验、循环冗余
17、校验(xio yn)这种校验这种校验(xio yn)是通过某种数学运算实现有效信息与校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验(xio yn)位之间的循环校验位之间的循环校验(xio yn)，常用于对磁盘信息，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验的传输、存储区的完整性校验(xio yn)等。这种校验等。这种校验(xio yn)方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。2、代码和校验、代码和校验代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或），产生代码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）附加一个字节的校验字符（校
18、验和）附加(fji)到数据块末尾。接收到数据块末尾。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）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，将所得的结果与发送方的“校验和校验和”进行比较，相符则无差错，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。否则即认为传送过程中出现了差错。第12页/共47页第十三页，共47页。五、传输速率与传输距离五、传输速率与传输距离 1、传输速率、传输速率比特率是每秒钟传输二进制代码比特率是每秒钟传输二进制代码(di m)的位数，单位是：位秒（的位数，单位是：位秒（bps）。）。如每秒钟传送如每秒钟
19、传送240个字符，而每个字符格个字符，而每个字符格式包含式包含10位位(1个起始位、个起始位、1个停止位、个停止位、8个个数据位数据位)，这时的比特率为：，这时的比特率为：10位位240个个/秒秒=2400 bps第13页/共47页第十四页，共47页。2 2、传输距离与传输速率的关系、传输距离与传输速率的关系、传输距离与传输速率的关系、传输距离与传输速率的关系 串行接口或终端直接串行接口或终端直接串行接口或终端直接串行接口或终端直接(zhji)(zhji)传送串行信息传送串行信息传送串行信息传送串行信息位流的最大距离与传输速率及传输线的电气位流的最大距离与传输速率及传输线的电气位流的最大距离与
20、传输速率及传输线的电气位流的最大距离与传输速率及传输线的电气特性有关。当传输线使用每特性有关。当传输线使用每特性有关。当传输线使用每特性有关。当传输线使用每0.3m0.3m（约（约（约（约1 1英尺）英尺）英尺）英尺）有有有有50PF50PF电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距离随传输速率的增加而减小。当比特率超过离随传输速率的增加而减小。当比特率超过离随传输速率的增加而减小。当比特率超过离随传输速率的增加而减小。当比特率超过1000 bps 1000 bps 时，最大传输距离迅速下降，如时，最大传输距
21、离迅速下降，如时，最大传输距离迅速下降，如时，最大传输距离迅速下降，如9600 bps 9600 bps 时最大距离下降到只有时最大距离下降到只有时最大距离下降到只有时最大距离下降到只有76m76m（约（约（约（约250250英尺）。英尺）。英尺）。英尺）。第14页/共47页第十五页，共47页。6.1.2 6.1.2 6.1.2 6.1.2 串行通信接口标准串行通信接口标准串行通信接口标准串行通信接口标准 一、一、一、一、RS-232CRS-232CRS-232CRS-232C接口接口接口接口 RS-232CRS-232CRS-232CRS-232C是是是是EIAEIAEIAEIA（美美美美国
22、国国国电电电电子子子子工工工工业业业业协协协协会会会会）1969196919691969年年年年 修修修修 订订订订(xidng)RS-232C(xidng)RS-232C(xidng)RS-232C(xidng)RS-232C标标标标 准准准准。RS-RS-RS-RS-232C232C232C232C定定定定义义义义了了了了数数数数据据据据终终终终端端端端设设设设备备备备（DTEDTEDTEDTE）与与与与数数数数据据据据通通通通信设备（信设备（信设备（信设备（DCEDCEDCEDCE）之间的物理接口标准。）之间的物理接口标准。）之间的物理接口标准。）之间的物理接口标准。1 1 1 1、机械
23、特性、机械特性、机械特性、机械特性RS-232CRS-232CRS-232CRS-232C接接接接口口口口规规规规定定定定使使使使用用用用25252525针针针针连连连连接接接接器器器器，连连连连接接接接器器器器的的的的尺尺尺尺寸寸寸寸及及及及每每每每个个个个插插插插针针针针的的的的排排排排列列列列位位位位置置置置都都都都有有有有明明明明确确确确的的的的定定定定义。（阳头）义。（阳头）义。（阳头）义。（阳头）第15页/共47页第十六页，共47页。2 2、功能、功能、功能、功能(gngnng)(gngnng)特性特性特性特性第16页/共47页第十七页，共47页。4、过程特性、过程特性(txng)
24、过程特性过程特性(txng)规定了信号规定了信号之间的时序关系，以便正确地接之间的时序关系，以便正确地接收和发送数据收和发送数据。远程通信远程通信(tng xn)连接连接 第17页/共47页第十八页，共47页。近程通信近程通信(tng xn)连接连接 第18页/共47页第十九页，共47页。5、RS-232C电平电平(din pn)与与TTL电平电平(din pn)转换驱动电路转换驱动电路第19页/共47页第二十页，共47页。6、采用、采用RS-232C接口存在的问题接口存在的问题1、传输距离短，传输速率低、传输距离短，传输速率低 RS-232C总线标准受电容总线标准受电容(dinrng)允许值
25、的允许值的约束，使用时传输距离一般不要超过约束，使用时传输距离一般不要超过15米（线路条米（线路条件好时也不超过几十米）。最高传送速率为件好时也不超过几十米）。最高传送速率为20Kbps。2、有电平偏移、有电平偏移(pin y)RS-232C总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时，收发总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时，收发双方的地电位差别较大，在信号地上将有比较大的地电流并产生双方的地电位差别较大，在信号地上将有比较大的地电流并产生压降。压降。3、抗干扰能力差、抗干扰能力差 RS-232C在电平转换时采用单端输入输出，在传输在电平转换时采用单端输入输出，在传输(chun sh)过程过
26、程中当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信噪比，中当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信噪比，RS-232C总线标准总线标准不得不采用比较大的电压摆幅。不得不采用比较大的电压摆幅。第20页/共47页第二十一页，共47页。二二、RS-422A接接口口(ji ku)RS-422A输出驱动器为双端平衡驱动器。如果输出驱动器为双端平衡驱动器。如果(rgu)其中一条线为其中一条线为逻辑逻辑“1”状态，另一条线就为逻辑状态，另一条线就为逻辑“0”，比采用单端不平衡驱动对电压的，比采用单端不平衡驱动对电压的放大倍数大一倍。差分电路能从地线干扰中拾取有效信号，差分接收器放大倍数大一倍。差分电路能从地线干扰
27、中拾取有效信号，差分接收器可以分辨可以分辨200mV以上电位差。若传输过程中混入了干扰和噪声，由于差以上电位差。若传输过程中混入了干扰和噪声，由于差分放大器的作用，可使干扰和噪声相互抵消。因此可以避免或大大减弱分放大器的作用，可使干扰和噪声相互抵消。因此可以避免或大大减弱地线干扰和电磁干扰的影响。地线干扰和电磁干扰的影响。RS-422A传输速率（传输速率（90Kbps）时，传输）时，传输距离可达距离可达1200米。米。第21页/共47页第二十二页，共47页。三三、RS-485接接 口口(ji ku)RS-485是是RS-422A的变型：的变型：RS-422A用于全双工，而用于全双工，而RS-4
28、85则用于半双工。则用于半双工。RS-485是一种多发送器标准，在通信线路上是一种多发送器标准，在通信线路上最多可以使用最多可以使用32 对差分驱动器对差分驱动器/接收器。如果在一个网络中连接接收器。如果在一个网络中连接的设备超过的设备超过32个，还可以使用中继器。个，还可以使用中继器。RS-485的信号传输采用两线间的电压的信号传输采用两线间的电压(diny)来表示逻辑来表示逻辑1和和逻辑逻辑0。由于发送方需要两根传输线，接收方也需要两根传输线。由于发送方需要两根传输线，接收方也需要两根传输线。传输线采用差动信道，所以它的干扰抑制性极好，又因为它的阻传输线采用差动信道，所以它的干扰抑制性极好
29、，又因为它的阻抗低，无接地问题，所以传输距离可达抗低，无接地问题，所以传输距离可达1200米，传输速率可达米，传输速率可达1Mbps。第22页/共47页第二十三页，共47页。RS-485是一点对多点的通信接是一点对多点的通信接口，一般采用双绞线的结构。普口，一般采用双绞线的结构。普通的通的PC机一般不带机一般不带RS485接口，接口，因此要使用因此要使用RS-232C/RS-485转换转换器。对于单片机可以通过芯片器。对于单片机可以通过芯片MAX485来完成来完成(wn chng)TTL/RS-485的电平转换。的电平转换。在计算机和单片机组成的在计算机和单片机组成的RS-485通信系统中，下
30、位机由单片机系通信系统中，下位机由单片机系统组成，上位机为普通的统组成，上位机为普通的PC机，机，负责监视下位机的运行状态，并负责监视下位机的运行状态，并对其状态信息进行集中处理，以对其状态信息进行集中处理，以图文方式显示下位机的工作状态图文方式显示下位机的工作状态以及工业现场被控设备的工作状以及工业现场被控设备的工作状况。系统中各节点（包括上位机）况。系统中各节点（包括上位机）的识别是通过设置不同的站地址的识别是通过设置不同的站地址来实现的。来实现的。第23页/共47页第二十四页，共47页。7.2 7.2 80C5180C51的串行口的串行口的串行口的串行口 有两个物理上独立的接收、发送缓冲
31、器有两个物理上独立的接收、发送缓冲器有两个物理上独立的接收、发送缓冲器有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUFSBUF，它们占用，它们占用，它们占用，它们占用(zhn yn(zhn yn)同一地址同一地址同一地址同一地址99H 99H；接收器是双缓冲结构；接收器是双缓冲结构；接收器是双缓冲结构；接收器是双缓冲结构 ；发送缓冲；发送缓冲；发送缓冲；发送缓冲器，因为发送时器，因为发送时器，因为发送时器，因为发送时CPUCPU是主动的，不会产生重叠错误。是主动的，不会产生重叠错误。是主动的，不会产生重叠错误。是主动的，不会产生重叠错误。7.2.1 80C517.2.1 80C51串行口的结构串行口
32、的结构(jigu)(jigu)第24页/共47页第二十五页，共47页。SCON SCON 是一个特殊是一个特殊是一个特殊是一个特殊(tsh)(tsh)功能寄存器，用以设定串行口的工功能寄存器，用以设定串行口的工功能寄存器，用以设定串行口的工功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收作方式、接收作方式、接收作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：发送控制以及设置状态标志：发送控制以及设置状态标志：发送控制以及设置状态标志：7.2.2 80C517.2.2 80C51串行口的控制串行口的控制(kngzh)(kngzh)寄存器寄存器 SM0和和SM1为工作方式为工作方式(fngsh)选择位，可选择四
33、种工作方式选择位，可选择四种工作方式(fngsh)：第25页/共47页第二十六页，共47页。SM2SM2，多机通信控制位，主要用于方式，多机通信控制位，主要用于方式，多机通信控制位，主要用于方式，多机通信控制位，主要用于方式2 2和方式和方式和方式和方式3 3。当接收机。当接收机。当接收机。当接收机的的的的SM2=1SM2=1时可以利用收到的时可以利用收到的时可以利用收到的时可以利用收到的RB8RB8来控制是否激活来控制是否激活来控制是否激活来控制是否激活RIRI（RB8RB80 0时不激活时不激活时不激活时不激活RIRI，收到的信息丢弃；，收到的信息丢弃；，收到的信息丢弃；，收到的信息丢弃；
34、RB8RB81 1时收到的数据进入时收到的数据进入时收到的数据进入时收到的数据进入SBUFSBUF，并激活，并激活，并激活，并激活RIRI，进而在中断服务中将数据从，进而在中断服务中将数据从，进而在中断服务中将数据从，进而在中断服务中将数据从SBUFSBUF读走）。读走）。读走）。读走）。当当当当SM2=0SM2=0时，不论收到的时，不论收到的时，不论收到的时，不论收到的RB8RB8为为为为0 0和和和和1 1，均可以使收到的数据进，均可以使收到的数据进，均可以使收到的数据进，均可以使收到的数据进入入入入SBUFSBUF，并激活，并激活，并激活，并激活RIRI（即此时（即此时（即此时（即此时R
35、B8RB8不具有控制不具有控制不具有控制不具有控制RIRI激活的功能）。激活的功能）。激活的功能）。激活的功能）。通过通过通过通过(tnggu)(tnggu)控制控制控制控制SM2SM2，可以实现多机通信。，可以实现多机通信。，可以实现多机通信。，可以实现多机通信。在方式在方式在方式在方式0 0时，时，时，时，SM2SM2必须是必须是必须是必须是0 0。在方式。在方式。在方式。在方式1 1时，若时，若时，若时，若SM2=1SM2=1，则只有接，则只有接，则只有接，则只有接收到有效停止位时，收到有效停止位时，收到有效停止位时，收到有效停止位时，RIRI才置才置才置才置1 1。RENREN，允许串
36、行接收位。由软件置，允许串行接收位。由软件置，允许串行接收位。由软件置，允许串行接收位。由软件置REN=1REN=1，则启动串行口，则启动串行口，则启动串行口，则启动串行口接收数据；若软件置接收数据；若软件置接收数据；若软件置接收数据；若软件置REN=0REN=0，则禁止接收。，则禁止接收。，则禁止接收。，则禁止接收。第26页/共47页第二十七页，共47页。TB8，在方式，在方式2或方式或方式3中，是发中，是发送数据的第九位，可以用软件规送数据的第九位，可以用软件规定其作用定其作用(zuyng)。可以用作数。可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧中，作
37、为地址帧/数据帧的标志位。数据帧的标志位。在方式在方式0和方式和方式1中，该位未用。中，该位未用。RB8，在方式，在方式2或方式或方式3中，是接中，是接收到数据的第九位，作为奇偶校收到数据的第九位，作为奇偶校验位或地址帧验位或地址帧/数据帧的标志位。数据帧的标志位。在方式在方式1时，若时，若SM2=0，则，则RB8是是接收到的停止位。接收到的停止位。第27页/共47页第二十八页，共47页。TI，发送中断标志位。在方式，发送中断标志位。在方式(fngsh)0时，时，当串行发送第当串行发送第8位数据结束时，或在其它方式位数据结束时，或在其它方式(fngsh)，串行发送停止位的开始时，由内部，串行发
38、送停止位的开始时，由内部硬件使硬件使TI置置1，向，向CPU发中断申请。在中断服务发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。，取消此中断申请。RI，接收中断标志位。在方式，接收中断标志位。在方式(fngsh)0时，时，当串行接收第当串行接收第8位数据结束时，或在其它方式位数据结束时，或在其它方式(fngsh)，串行接收停止位的中间时，由内部，串行接收停止位的中间时，由内部硬件使硬件使RI置置1，向，向CPU发中断申请。也必须在中发中断申请。也必须在中断服务程序中，用软件将其清断服务程序中，用软件将其清0，取消此中断申，取消此中断申请。请。第28页
39、/共47页第二十九页，共47页。PCONPCON中只有一位中只有一位中只有一位中只有一位SMODSMOD与串行口工作与串行口工作与串行口工作与串行口工作(gngzu)(gngzu)有关有关有关有关 ：SMOD（PCON.7）波特率倍增波特率倍增(bi zn)位。在串行口方式位。在串行口方式1、方式方式2、方式、方式3时，波特率与时，波特率与SMOD有关，当有关，当SMOD=1时，波特率提高时，波特率提高一倍。复位时，一倍。复位时，SMOD=0。第29页/共47页第三十页，共47页。6.2.3 80C516.2.3 80C51串行口的工作串行口的工作(gngzu)(gngzu)方式方式 一、方式
40、一、方式0 方式方式0时，串行口为同步移位时，串行口为同步移位(y wi)寄存器的输入输出方式。寄存器的输入输出方式。主要用于扩展并行输入或输出口。数据由主要用于扩展并行输入或输出口。数据由RXD（P3.0）引脚输入）引脚输入或输出，同步移位或输出，同步移位(y wi)脉冲由脉冲由TXD（P3.1）引脚输出。发送）引脚输出。发送和接收均为和接收均为8位数据，低位在先，高位在后。波特率固定为位数据，低位在先，高位在后。波特率固定为fosc/12。1、方式、方式0输出输出第30页/共47页第三十一页，共47页。2、方式、方式(fngsh)0输入输入 方式方式0接收和发送接收和发送(f sn)电电路
41、路第31页/共47页第三十二页，共47页。二、方式二、方式1 方式方式1是是10位数据的异步通信口。位数据的异步通信口。TXD为数据发送引为数据发送引脚，脚，RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中所示。其中(qzhng)1位起始位，位起始位，8位数据位，位数据位，1位停位停止位。止位。1、方式、方式(fngsh)1输出输出第32页/共47页第三十三页，共47页。2、方式、方式(fngsh)1输入输入 用软件置用软件置REN为为1时，接收器以所选择时，接收器以所选择(xunz)波特率的波特率的16倍速倍速率采样率采样RXD引脚电平，检测到引脚
42、电平，检测到RXD引脚输入电平发生负跳变时，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，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。当位。当RI=0，且，且SM2=0（或接收到的停止位为（或接收到的停止位为1）时，将接收到的）时，将接收到的9位数据的前位数据的前8位数据装入接收位数据装入接收SBUF，第，第9位（停止
43、位）进入位（停止位）进入RB8，并置，并置RI=1，向，向CPU请求中断。请求中断。第33页/共47页第三十四页，共47页。三、方式三、方式2和方式和方式3 方式方式2或方式或方式3时为时为11位数据的异步通信位数据的异步通信(tng xn)口。口。TXD为数据发送引脚，为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚为数据接收引脚。方式方式(fngsh)2和方式和方式(fngsh)3时起始位时起始位1位，数据位，数据9位（含位（含1位位附加的第附加的第9位，发送时为位，发送时为SCON中的中的TB8，接收时为，接收时为RB8），停止位），停止位1位，一帧数据为位，一帧数据为11位。方式位。方式(fngs
44、h)2的波特率固定为晶振频率的的波特率固定为晶振频率的1/64或或1/32，方式，方式(fngsh)3的波特率由定时器的波特率由定时器T1的溢出率决定。的溢出率决定。第34页/共47页第三十五页，共47页。1、方式、方式(fngsh)2和方式和方式(fngsh)3输出输出 发送开始发送开始(kish)时，先把起始位时，先把起始位0输出到输出到TXD引脚，然后发送移位引脚，然后发送移位寄存器的输出位（寄存器的输出位（D0）到）到TXD引脚。每一个移位脉冲都使输出移位寄引脚。每一个移位脉冲都使输出移位寄存器的各位右移一位，并由存器的各位右移一位，并由TXD引脚输出。引脚输出。第一次移位时，停止位第
45、一次移位时，停止位“1”移入输出移位寄存器的第移入输出移位寄存器的第9位上位上，以后每，以后每次移位，左边都移入次移位，左边都移入0。当停止位移至输出位时，左边其余位全为。当停止位移至输出位时，左边其余位全为0，检，检测电路检测到这一条件时，使控制电路进行最后一次移位，并置测电路检测到这一条件时，使控制电路进行最后一次移位，并置TI=1，向向CPU请求中断。请求中断。第35页/共47页第三十六页，共47页。2、方式、方式(fngsh)2和方式和方式(fngsh)3输入输入 接收时，数据从右边移入输入移位寄存器，在起始位接收时，数据从右边移入输入移位寄存器，在起始位0移移到最左边时，控制电路进行
46、最后一次移位。当到最左边时，控制电路进行最后一次移位。当RI=0，且，且SM2=0（或接收到的第（或接收到的第9位数据为位数据为1）时，接收到的数据装入）时，接收到的数据装入接收缓冲器接收缓冲器SBUF和和RB8（接收数据的第（接收数据的第9位），置位），置RI=1，向，向CPU请求中断。如果条件不满足请求中断。如果条件不满足(mnz)，则数据丢失，且，则数据丢失，且不置位不置位RI，继续搜索，继续搜索RXD引脚的负跳变。引脚的负跳变。第36页/共47页第三十七页，共47页。四、波特率的计算四、波特率的计算四、波特率的计算四、波特率的计算 在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有在串行
47、通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有约定。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，约定。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，约定。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，约定。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中方式其中方式其中方式其中方式0 0和方式和方式和方式和方式2 2的波特率是固定的，而方式的波特率是固定的，而方式的波特率是固定的，而方式的波特率是固定的，而方式1 1和方式和方式和方式和方式3 3的的的的波特率是可变的，由定时器波特率是可变的，由定时器波特率
48、是可变的，由定时器波特率是可变的，由定时器T1T1的溢出率来决定。的溢出率来决定。的溢出率来决定。的溢出率来决定。串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移位时钟位时钟位时钟位时钟(shzhng)(shzhng)的来源不同，所以，各种方式的波特率的来源不同，所以，各种方式的波特率的来源不同，所以，各种方式的波特率的来源不同，所以，各种方式的波特率计算公式也不相同。计算公式也不相同。计算公式也不相同。计算公式也不相同。方式方式方式方式0 0的波特率
49、的波特率的波特率的波特率=fosc/12=fosc/12方式方式方式方式2 2的波特率的波特率的波特率的波特率=（2SMOD/642SMOD/64）fosc fosc 方式方式方式方式1 1的波特率的波特率的波特率的波特率=（2SMOD/322SMOD/32）（T1T1溢出率）溢出率）溢出率）溢出率）方式方式方式方式3 3的波特率的波特率的波特率的波特率=（2SMOD/322SMOD/32）（T1T1溢出率）溢出率）溢出率）溢出率）第37页/共47页第三十八页，共47页。当当T1作为波特率发生器时，最典型的用法作为波特率发生器时，最典型的用法(yn f)是使是使T1工作在自动再装入的工作在自动
50、再装入的8位定位定时器方式（即方式时器方式（即方式2，且，且TCON的的TR1=1，以启动定时器）。这时溢出率取决于，以启动定时器）。这时溢出率取决于TH1中的中的计数值。计数值。T1 溢出率溢出率=fosc/12256（TH1）在单片机的应用中，常用的晶振频率为：在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz和和11.0592MHz。所以，选用的波特。所以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。第38页/共47页第三十九页，共47页。串行口工作之前，应对其进行串行口工作之前，应对其进行初始化，主要是设置产