?并行與串行基本通信方式

1.并行通信方式

　　通常是將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線同時進(jìn)行傳送。

　　并行通信控制簡單、傳輸速度快；由于傳輸線較多，長距離傳送時成本高且接收方的各位同時接收存在困難。 ?

2.串行通信方式

　　是將數(shù)據(jù)字節(jié)分成一位一位的形式在一條傳輸線上逐個地傳送。

　　串行通信傳輸線少，長距離傳送時成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。

3.異步串行通信方式

　　異步通信是指通信的發(fā)送與接收設(shè)備使用各自的時鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收過程。為使雙方的收發(fā)協(xié)調(diào)，要求發(fā)送和接收設(shè)備的時鐘盡可能一致。

　　異步通信是以字符（構(gòu)成的幀）為單位進(jìn)行傳輸，字符與字符之間的間隙（時間間隔）是任意的，但每個字符中的各位是以固定的時間傳送的，即字符之間不一定有“位間隔”的整數(shù)倍的關(guān)系，但同一字符內(nèi)的各位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍。

異步通信的數(shù)據(jù)格式：

　　異步通信不要求收發(fā)雙方時鐘的嚴(yán)格一致，實現(xiàn)容易，設(shè)備開銷較小，但每個字符要附加2～3位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。

4.同步串行通信方式

　　同步通信時要建立發(fā)送方時鐘對接收方時鐘的直接控制，使雙方達(dá)到完全同步。此時，傳輸數(shù)據(jù)的位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍，同時傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關(guān)系，也保持字符同步關(guān)系。發(fā)送方對接收方的同步可以通過兩種方法實現(xiàn)。??

　　同步通信是以特定的位組合“01111110”作為幀的開始和結(jié)束標(biāo)志，所傳輸?shù)囊粠瑪?shù)據(jù)可以是任意位。所以傳輸?shù)男瘦^高，但實現(xiàn)的硬件設(shè)備比異步通信復(fù)雜。

面向字符的同步格式：

面向位的同步格式：

5.串行通信的制式

單工：數(shù)據(jù)傳輸僅能沿一個方向，不能實現(xiàn)反向傳輸。

半雙工：指數(shù)據(jù)傳輸可以沿兩個方向，但需要分時進(jìn)行。

全雙工：指數(shù)據(jù)可以同時進(jìn)行雙向傳輸。

6.串行通信的錯誤校驗

奇偶校驗：在發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)位尾隨的1位為奇偶校驗位（1或0）。奇校驗時，數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)與校驗位“1”的個數(shù)之和應(yīng)為奇數(shù)；偶校驗時，數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)與校驗位“1”的個數(shù)之和應(yīng)為偶數(shù)。接收字符時，對“1”的個數(shù)進(jìn)行校驗，若發(fā)現(xiàn)不一致，則說明傳輸數(shù)據(jù)過程中出現(xiàn)了差錯。

代碼和校驗：發(fā)送方將所發(fā)數(shù)據(jù)塊求和（或各字節(jié)異或），產(chǎn)生一個字節(jié)的校驗字符（校驗和）附加到數(shù)據(jù)塊末尾。接收方接收數(shù)據(jù)同時對數(shù)據(jù)塊（除校驗字節(jié)外）求和（或各字節(jié)異或），將所得的結(jié)果與發(fā)送方的“校驗和”進(jìn)行比較，相符則無差錯，否則即認(rèn)為傳送過程中出現(xiàn)了差錯。

循環(huán)冗余校驗：通過某種數(shù)學(xué)運算實現(xiàn)有效信息與校驗位之間的循環(huán)校驗，常用于對磁盤信息的傳輸、存儲區(qū)的完整性校驗等。這種校驗方法糾錯能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于同步通信中。

?

7.串行通信接口

RS-232

RS-232C接口規(guī)定使用25針連接器，連接器的尺寸及每個插針的排列位置都有明確的定義。（陽頭）

MAX232：把TTL電平從0V和5V轉(zhuǎn)換到3V~15V或-3V~-15V之間。

　　分立元件實現(xiàn)RS-232電平與TTL電平轉(zhuǎn)換電路。

TXD 為低 Q3導(dǎo)通 PCRXD拉高(如PC用中斷接受的話會產(chǎn)生中斷)；TXD發(fā)送高電平，Q3截止，PCRXD內(nèi)部高阻，而PCTXD平時是-3~-15V，拉低PCRXD。

PC發(fā)送信號:當(dāng)PCTXD為低電平，Q4截止，RXD拉高為高電平；當(dāng)PCTXD變高時，Q4導(dǎo)通，RXD被Q4拉倒低電平。雙向轉(zhuǎn)換。

?

MAX232芯片實現(xiàn)RS232電平與TTL電平轉(zhuǎn)換

????

?

CH340 USB-COM轉(zhuǎn)換芯片

?

8.波特率與定時器初值的關(guān)系

比特率是每秒鐘傳輸二進(jìn)制代碼的位數(shù)，單位是：位／秒（bps）。如每秒鐘傳送240個字符，而每個字符格式包含10位(1個起始位、1個停止位、8個數(shù)據(jù)位)，這時的比特率為：10位×240個/秒 = 2400 bps

方式0的波特率 =? fosc/12

方式2的波特率 =（2^SMOD/64）· fosc

方式1的波特率 =（2^SMOD/32）·（T1溢出率）

方式3的波特率 =（2^SMOD/32）·（T1溢出率）

　　fosc為晶振頻率。SMOD是PCON寄存器最高位。T1溢出率是定時器T1溢出的頻率。

　　T1溢出率=fosc / {12 * [ 256- (TH1) ] }

方式1，在給定時器計滿溢出時，自動進(jìn)入中斷服務(wù)程序，然后我們需手動再次給定時器裝初值。

方式2，當(dāng)定時器計滿溢出后，單片機(jī)會自動為其裝初值，并且無須進(jìn)入中斷服務(wù)程序進(jìn)行任何處理。定時器溢出速率就會絕對穩(wěn)定。

Eg：已知串行口通信在串口方式1下，波特率為9600bps，系統(tǒng)晶振頻率為11.0592MHZ，求TL1和TH1中裝入的數(shù)值？

　　取SMOD=0

　　9600 = (1/32)*11059200/ {12 *[256 - (X)] }

　　X=253,轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制0xFD

?

9.串行口結(jié)構(gòu)

有兩個物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF，它們占用同一地址99H ；接收器是雙緩沖結(jié)構(gòu) ；發(fā)送緩沖器，因為發(fā)送時CPU是主動的，不會產(chǎn)生重疊錯誤。

10.寄存器

電源管理寄存器PCON(不能位尋址)

位序號	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符號	SMOD	(SMOD0)	(LVDF)	(P0F)	GF1	GF0	PD	IDL

?

?

?

SMOD-該位與串口通信波特率有關(guān)

　　SMOD=0：串口方式123時，波特率正常

　　SMOD=1：串口方式123時，波特率加倍。

?

串行口控制寄存器SCON(可位尋址)

位序號	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符號	SM0	SM1	SM2	REN	TB8	RB8	TI	RI

?

?

?

?

串行口工作方式

SM0	SM1	方式	功能說明
0	0	0	同步移位寄存器方式(通常用于擴(kuò)展I/O口)
0	1	1	10位異步收發(fā)(8位數(shù)據(jù))，波特率可變
1	0	2	11位異步收發(fā)(9位數(shù)據(jù))，波特率固定
1	1	3	11位異步收發(fā)(9位數(shù)據(jù))，波特率可變

?

?

?

?

?

SM2-多機(jī)通信控制位

　　主要用于方式2和方式3。當(dāng)接收機(jī)的SM2=1時可以利用收到的RB8來控制是否激活RI（RB8＝0時不激活RI，收到的信息丟棄；RB8＝1時收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活RI，進(jìn)而在中斷服務(wù)中將數(shù)據(jù)從SBUF讀走）。當(dāng)SM2=0時，不論收到的RB8為0和1，均可以使收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活RI（即此時RB8不具有控制RI激活的功能）。通過控制SM2，可以實現(xiàn)多機(jī)通信。

在方式0時，SM2必須是0。在方式1時，若SM2=1，則只有接收到有效停止位時，RI才置1。

REN-允許串行接收位

　　由軟件置REN=1，則啟動串行口接收數(shù)據(jù)；若軟件置REN=0，則禁止接收。

TB8-在方式2或方式3中，是發(fā)送數(shù)據(jù)的第九位

　　可以用軟件規(guī)定其作用。可以用作數(shù)據(jù)的奇偶校驗位，或在多機(jī)通信中，作為地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。

　　在方式0和方式1中，該位未用。

RB8-在方式2或方式3中，是接收到數(shù)據(jù)的第九位

　　作為奇偶校驗位或地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。在方式1時，若SM2=0，則RB8是接收到的停止位。

TI-發(fā)送中斷標(biāo)志位

　　在方式0時，當(dāng)串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，或在其它方式，串行發(fā)送停止位的開始時，由內(nèi)部硬件使TI置1，向CPU發(fā)中斷申請。在中斷服務(wù)程序中，必須用軟件將其清0，取消此中斷申請。

RI-接收中斷標(biāo)志位

　　在方式0時，當(dāng)串行接收第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，或在其它方式，串行接收停止位的中間時，由內(nèi)部硬件使RI置1，向CPU發(fā)中斷申請。也必須在中斷服務(wù)程序中，用軟件將其清0，取消此中斷申請

定時器/計數(shù)器工作方式寄存器TMOD在之前已經(jīng)有過5.

11.步驟

串行口工作之前，應(yīng)對其進(jìn)行初始化，主要是設(shè)置產(chǎn)生波特率的定時器1、串行口控制和中斷控制。具體步驟如下：

①確定T1的工作方式（編程TMOD寄存器） ②計算T1的初值，裝載TH1、TL1 ③啟動T1（編程TCON中的TR1位） ④確定串行口控制（編程SCON寄存器）

　　⑤串行口在中斷方式工作時，要進(jìn)行中斷設(shè)置（編程IE、IP寄存器）

?

1 //串口方式1 I get X 2 #include <reg52.h> 3 unsigned char flag, a, i; 4 unsigned char code table[]="I get "; 5 6 void init() 7 { 8 TMOD = 0x20;//確定T1工作方式 自動重載8位定時器，收TR1控制 9 TH1 = 0xFD;//裝初值 10 TL1 = 0xFD; 11 TR1 = 1;//開啟定時器 12 REN = 1;//允許串行口接受 13 SM0 = 0;//方式1 14 SM1 = 1; 15 EA = 1;//中斷總開關(guān)開 16 ES = 1;//串行口中斷打開 17 } 18 19 void main() 20 { 21 init(); 22 while(1) 23 { 24 if(flag == 1) { //有接收 25 ES = 0; //串行口中斷關(guān)閉 26 for(i = 0; i < 6; i++) { 27 SBUF = table[i]; //SBUF發(fā)送寄存器I get 28 while(!TI); //發(fā)送 29 TI = 0; //發(fā)送中斷標(biāo)志位清0 30 } 31 SBUF = a; //把接收到的緩存在a中的給SBUF發(fā)送 32 while(!TI); //發(fā)送 33 TI = 0; //軟件清0 34 ES = 1; //打開串行口中斷 35 flag = 0; //標(biāo)志清0 36 } 37 } 38 } 39 40 void ser() interrupt 4 41 { //RI=1接收到串行口中斷 42 RI = 0; //軟件清0 43 a = SBUF; //讀取SBUF中數(shù)據(jù)存于a 44 flag = 1; //標(biāo)志置1 代表有接收 45 }

?

1 //方式2 2 #include <reg52.h> 3 4 void InitUART(void) 5 { 6 TMOD = 0x20; 7 SCON = 0x50; 8 TH1 = 0xFD; 9 TL1 = TH1; 10 PCON = 0x00; 11 EA = 1; 12 ES = 1; 13 TR1 = 1; 14 } 15 16 void SendOneByte(unsigned char c) 17 { 18 SBUF = c; 19 while(!TI); 20 TI = 0; 21 } 22 23 void main(void) 24 { 25 InitUART(); 26 } 27 28 void UARTInterrupt(void) interrupt 4 29 { 30 if(RI) 31 { 32 RI = 0; 33 //add your code here! 34 } 35 else 36 TI = 0; 37 }

?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/kuotian/p/5428915.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的十天学会单片机Day4串行口通信的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。