第7章MCS-51单片机串行口及应用本章要点①异步通信和同步通信②.doc

PAGE  第7章 MCS-51单片机串行口及应用 本章要点： ①异步通信和同步通信 ②串行通信波特率 ③串行通信的制式 ④串行通信的校验 ⑤串行口特殊功能寄存器 ⑥串行工作方式 计算机与外界信息交换称为通信。通信的基本方式可分为并行通信和串行通信。并行通信是数据的各位同时发送或同时接收；串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。 并行通信优点：传送速度快 缺点:不便长距离传送 串行通信优点：便于长距离传送 缺点:传送速度较慢 §7～1 串行通信基础 实际应用中，CPU与其外部设备之间常要进行信息交换，计算机之间也需要交换信息，所有这些信息交换均称为“通讯”。 通讯的基本方式可分为并行通讯和串行通讯两种。 并行通讯：数据的各位同时进行传送的方式。特点是传输速度快，但当距离较远，位数又多时导致了通讯线路复杂且成本高，如图7.1（a）所示。 串行通讯：数据一位一位地顺序传送的通讯方式。其特点是通讯线路简单，只要一对传输线就可以实现通讯，并可以利用电话线，从而降低了成本，适用于远距离通讯，但传送速度慢，如图7.1（b）所示。 一、异步通信和同步通信 1. 异步传送： 每一个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，它是以字符为单位一个个地发送和接收的。 每个字符的组成格式如图7.2（a）所示。首先是一位起始位表示开始；后面紧跟着的是字符的数据字，可以是8或9位数据，在数据字中可根据需要加入奇偶校验位；最后是停止位，其长度可以是一位、一位半或两位。所以，串行传送的数据字加上起始位和停止位就形成一个字符串行传送的帧。起始位用逻辑“0”表示，停止位用逻辑“1”表示。图所示为数据字为7位，第8位（或第9位）是奇偶校验位。加上起始位、停止位，一个字符由10位（11位）组成。这样加上成帧信号后，字符便可以一个接一个地传送了。 在异步传送中，字符间隔不固定，在停止位后可以加空闲，空闲位用高电平表示，用于等待传送。这样，接收和发送可以随时地或间断地进行，而不受时间的限制。图7.2（b）为有空闲位的情况。 (a)并行通讯 (b)串行通讯 图7.1 通讯的基本方式 在异步数据传送中，CPU与外设之间事先必须约好两项事宜： ①字符格式。双方要约好字符的编码形式，奇偶校验形式、以及起始位和停止位的规定。 （a） （b） 图7.2 异步通讯的格式 ②波特率（Baud rate）。波特率是衡量数据传送速率的指标，它要求发送站和接收站都要以相同的数据传送速率工作。 假设数据传送的速率是120字符/秒，而每一个字符假如为10位，则其传送的波特率为： 10位/字符×120字符/秒=1200位/秒 =1200波特（二进制电平时） 简而言之，传送采用二进制电平时，“波特”就是每秒传送多少位。1200波特，就意味着每秒可以传送1200位。而每一位的传送时间Td就是波特率的倒数。 应注意，波特率和有效数据位的传送速率并不一致。例如，上述10位中，真正有效的数据位只有7位。所以，有效数据位的传送速率只有 7×120=840位/秒 此外，波特率也是衡量传输通道频宽的一个指标。 异步通讯的传送速率一般在50~9600波特之间，常用于计算机到CRT终端和字符打印机之间的通讯、直通电报以及无线电通讯的数据发送等等。 2. 同步传送： 所谓同步传送就是去掉异步传送时每个字符的起始位和停止位的成帧标志信号，仅在数据块开始处用同步字符来指示，如图7.3所示。很显然，同步传送的有效数据位传送速率高于异步传送，可达50千波特，甚至更高。其缺点是硬件设备较为复杂，因为它要求要有时钟来实现发送端和接收端之间的严格同步，而且对同步时钟脉冲信号的相位一致性还要求非常严格，为此通常还要采用“锁相器”等措施来保证。 图7.3 同步传送 二、串行通讯中传输制式 图7.4 点-点串行通讯方式 一般情况下，串行数据传送是在两个通讯端之间进行的。其数据传送的方向有如图7.4所示的几种情况。 图（a）为单工通讯方式。A端为发送站，B为接收站，数据仅能从A站发至B站。 图（b）为半双工通讯方式。数据可以从A发送到B，也可以由B发送到A。不过同一时间只能作一个方向的传送，其传送方式由收发控制开关K来控制。 图（c）为全双工通讯方式。每个站（A、B）既可同时发送，又可同时接收。 图7.4所示的通讯方式都是在两个站之间进行的，所以也称为点—点通讯方式。图7.5所示为主从多端通讯方式。A站可以向多个终端（B、C、D…等）发出信息。在A站允许的条件下，可以控制管理B、C、D…等站在不同的时间向A站发出信息。又根据数据传送的方向分为多终端半双工通讯和多终端全双工通讯。这种多端通讯方式常用于