单机片原理与接口技术第十章 MCS—51串行通信接口技术.doc

第十章 MCS—51串行通信接口技术 微机联网： 单片机与单片机； 单片机与其他微机之间实现信息共享； 典型的计算机测量与控制系统构成： 一个典型集散式（DCS）控制系统的构成 §10.1 串行通信基础 数据通信方式：并行通信与串行通信 并行通信：一次传输8（16、32Bit） 8根数据线，1根控制线，1根状态线，地线，共11根； 特点：速度快，适合近距离传输 计算机并口，打印机，8255 串行通信： 数据一位一位地发送 ， 一根发送线，一根接受线，地线，共3根 特点：硬件方便，适合距离远，速度要求不高的场合 分类：同步串行通信和异步串行通信 异步通信： 串行通信就是将并行的数据分开后，一位一位地发送出去，接收方也是一位一位地接收数据，这就需要通信的双方有一个协议，什么时候开始发送，什么时候发送完毕；接收方收到的信息是否正确等，而这些信息只能以电平的高低来表示，构成这些位的数据称为一帧。异步串行通信规定了传输数据的结构即帧格式： 起始位 数据位 奇偶校验位 停止位 起始位：在数据发送线上规定无数据时电平为1，当要发送数据时，首先发送一个低电平0，表示数据传送的开始，这就是起始位。 数据位：真正要传送的数据，可以是8位、10位等多位，数据位是由地位开始，高位结束； 奇偶校验：数据发送完后，发送奇偶校验位，以检验数据传送的正确性，这中方法是有限的，但是容易实现。 停止位：表示数据传送的结束，可以是一位或两位。 帧格式： 同步通信 同步通信先发送一个字符，作为同步字符，之后便连续发送数据，数据之间不能有间隔，直到数据发送完毕。 速度要比异步通信快 通用异步接受/发送器（UNIVERSAL ASYNCHRONOUS RECEIVER/TRANSMITTER）： UART：8250 6850 单工、半双工、全双工通信方式 按通信进行的过程，分为：单工、半双工、全双工通信方式 单工方式 一端是发送端，另外一端是接收端： 半双工发式 每端口由一个发送器和接收器，通过开关连接在线路上，数据可以双方交换，但不能同时发送和接收. 3. 全双工方式 通信双方用两个独立的收发器单独连接,可以同时发送和接收数据,因而提高了速度。 波特率 单位时间内传送的信息量。以每秒传送的位为单位： 电传机：10字符/秒，1个字符11位， 波特率位：10×11=110（波特） 位宽：传送过程中平均每位占用时间 Td = 9.1ms(1/110) §10.2串行通信总线标准及接口 在测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异步串行通信接口标准有三种： ●RS-232（RS-232A RS-232B RS-232C） ●RS-449 （RS422 RS423 RS485） ●20mA电流环 通信方式的选取 通信速率和通信距离 这两个方面是相互制约的，降低通信速率，可以提高通信距离 RS-232C：速率：20Kbit/S，最大通信距离：15m RS422： 10Mbit/s， ：300m 90Kbit/s， ：1200m 抗干扰能力 采用标准的通信接口，本身具有一定的抗干扰能力，但是工业现场的情况往往很恶劣，因而要根据具体情况进行选择。 RS232C：一般场合 RS422： 共模信号比较强 光纤： 电磁干扰较强 RS232C简介 美国电子工业协会（EIA）公布的一种异步通信标准： RS232C标准： ●设备之间通信的距离不大于15米 ●最大传输速率20KB/S ●采用负逻辑：“1” —— ―5V ∽ ―15V “0”—— +5V ∽ + 15V ●不带负载时输出电平：―25V ∽ +25V ●输出短路电流： 0.5A ●最大负载电容: 2500pF TTL电平可以由专用集成电路转换成RS232C标准; 如: MC1488 或 75188 TTL RS232C MC1489 或 75189 RS232C TTL +12V +5V TTL TTL ―12V 由于MC1488需要采用±12V电源，一般在单片机通信中大量使用的是只需要+5V电源、具有发送和接收的一体化芯片，如：MAX232、ICL232、ADM202