练习与思考题10 1.串行数据传送的主要优点和作用是什么？ 答：串行数据传送的主要优点是硬件接口简单，接口端口少（2个）。主要用于微机之间或微机与外设之间的数据通信。 2.单工、半双工、全双工通信有什么异同？ 答：相同之处在于都是串行通信； 单工方式：数据仅按一个固定方向传送。 半双工方式：数据可实现双向传送，但不能同时进行。 全双工方式：允许通信双方同时进行数据双向传送。。 3.假定串行口串行发送的字符格式为1个起始位，8个数据位，1个奇校验位，1个停止位， 请画出传送字符“F”的帧格式。 起始位0 1 1 0 0 0 1 0 校验位0 停止位 4.若异步通信接口按方式3传送，已知其每分钟传送3600个字符，其波特率是多少？ 答：已知每分钟传送3600个字符，方式3每个字符11位，则： 波特率=（11b/字符）×（3600字符/60s）=660b/s 5.AT89S51单片机的串行口由哪些功能部件组成？各有什么作用？ 答：AT89S51单片机的串行接口由发送缓冲器SBUF，接收缓冲器SBUF、输入移位寄存器、串行接口控制器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。 由发送缓冲期SBUF发送数据，接收缓冲期SBUF接收数据。串行接口通信的工作方式选择、接收和发送控制及状态等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示。定时器T1产生串行通信所需的波特率。 6.AT89S51单片机串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何 确定？ 答：串行口有4种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3； 有3种帧格式，方式2和3具有相同的帧格式； 方式0的发送和接收都以fosc/12为固定波特率， 方式1的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率 方式2的波特率=2SMOD/64×fosc 方式3的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率 7.为什么MCS-51串行口的方式0帧格式没有起始位（0）和停止位（1）？ 解答：串行口的方式0为同步移位寄存器输入输出方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O口，一般不用于两个MCS-51之间的串行通信。该方式以fosc/12的固定波特率从低为位到高位发送或接受数据。 8.AT89S51中SCON的SM2，TB8，RB8有何作用？ 答：A T89S51中SCON的SM2是多机通信控制位，主要用于方式2和方式3.若置SM2=1，则允许多机通信。 TB8是发送数据的第9位，在方式2或方式3中，根据发送数据的需要由软件置位
微机原理与应用实验报告6 实验9 串行通信技术 实验10A 模拟信号转换接口 实验报告
实验九串行通信技术 一、实验目的 1. 了解异步串行通信原理； 2. 掌握MSP430异步串行通信模块及其编程方法； 二、实验任务 1. 了解MSP430G2553实验板USB转串口的通信功能，掌握串口助手的使用 （1）利用PC机的串口助手程序控制串口，实现串口的自发自收功能 为实现PC串口的自发自收功能，须现将实验板上的扩展板去下，并将单片机板上的BRXD和BTXD用杜邦线进行短接，连接图如下所示： 由此可以实现PC串口的自收自发功能。 （2）思考题：异步串行通信接口的收/发双方是怎么建立起通信的 首先在异步通信中，要求接收方和发送方具有相同的通信参数，即起始位、停止位、波特率等等。在满足上面条件的情况下，发送方对于每一帧数据按照起始位数据位停止位的顺序进行发送，而接收方则一直处于接受状态，当检测到起始位低电平时，看是采集接下来发送方发送过来的数据，这样一帧数据（即一个字符）传送完毕，然后进行下一帧数据的接受。这样两者之间就建立起了通信。 2. 查询方式控制单片机通过板载USB转串口与PC机实现串行通信 （1）硬件连接图
（2）C语言程序 采用SMCLK=1.0MHz时，程序如下：
其中SMCLK=1MHz，波特率采用的是9600，采用低频波特方式，则N=1000000/9600=104.1666…，故UCA0BR1=0，UCA0BR0=104，UCBRS=1； 当采用外部晶振时，时钟采用默认设置即可，程序如下：
也是采用了低频波特率方式，所以关于波特率设置的相关计算和上面是一样的。 （3）思考：如果在两个单片机之间进行串行通信，应该如何设计连线和编程？ 由于在上面的连线中将单片机上的P1.2和BRXD相连，P1.1和BTXD相连，所以若要在两个单片机之间进行通信，首先应该将两个单片机的P1.2和P1.1交叉相连，并根据上面的程序进行相同的关于端口和波特率相关的设置即可实现两个单片机之间的通信。 3. （提高）利用PC机RS232通信接口与单片机之间完成串行通信 （1）硬件连接图 在实验时，采用了将PC机的串口com1直接连接至MSP430F149的孔型D9连接器上，G2553单片机的输出引脚P1.1和P1.2分别与F149单片机上的URXD1和UTXD1相连接，连接图如下所示：
串行通信技术SERDES正成为高速接口的主流 串行通信技术SERDES正成为高速接口的主流 2009-08-21 13:44随着对信息流量需求的不断增长，传统并行接口技术成为进一步提高数据传输速率的瓶颈。过去主要用于光纤通信的串行通信技术——SERDES正在取代传统并行总线而成为高速接口技术的主流。本文阐述了介绍SERDES 收发机的组成和设计，并展望了这种高速串行通信技术的广阔应用前景。 ? SERDES是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称。它是一种时分多路复用(TDM)、点对点的通信技术，即在发送端多路低速并行信号被转换成高速串行信号，经过传输媒体(光缆或铜线)，最后在接收端高速串行信号重新转换成低速并行信号。这种点对点的串行通信技术充分利用传输媒体的信道容量，减少所需的传输信道和器件引脚数目，从而大大降低通信成本。 ? SERDES技术最早应用于广域网(WAN)通信。国际上存在两种广域网标准：一种是SONET，主要通行于北美；另一种是SDH，主要通行于欧洲。这两种广域网标准制订了不同层次的传输速率。目前万兆(OC-192)广域网已在欧美开始实行，
中国大陆已升级到2.5千兆(OC-48)水平。SERDES技术支持的广域网构成了国际互联网络的骨干网。 ? SERDES技术同样应用于局域网(LAN)通信。因为SERDES 技术主要用来实现ISO模型的物理层，SERDES通常被称之为物理层(PHY)器件。以太网是世界上最流行的局域网，其数据传输速率不断演变。IEEE在2002年通过的万兆以太网标准，把局域网传输速率提高到了广域网的水平，并特意制订了提供局域网和广域网无缝联接的串行WAN PHY。与此同时，SERDES技术也广泛应用于不断升级的存储区域网(SAN)，例如光纤信道。 ? 随着半导体技术的迅速发展，计算机的性能和应用取得了长足进步。可是，传统并行总线技术——PCI却跟不上处理器和存储器的进步而成为提高数据传输速率的瓶颈。新一代PCI标准PCI Express正是为解决计算机IO瓶颈而提出的(见表1)。PCI Express是一种基于SERDES的串行双向通信技术，数据传输速率为2.5G/通道，可多达32通道，支持芯片与芯片和背板与背板之间的通信。国际互联网络和信息技术的兴起促成了计算机和通信技术的交汇，而SERDES串行通信技术逐步取代传统并行总线正是这一交汇的具体体现。
第十一章串行通信与串行接口8251A 1．试从广义角度概括接口有哪些功能？ 答：寻址、输入输出、数据转换、联络、中断管理、复位、可编程，及错误检测等八种功能。 2．设异步通信时标准数据格式中的8个字符位为10101110，若采用偶校验设置，则奇偶校验位应为几？ 答：应为1。 因为偶校验要保证信息中（包括校验位）1的个数为偶数。 3．什么是覆盖错误？接口部件如何反映这种错误？ 答：是指输入缓冲寄存器或输出缓冲寄存器中的数据在被CPU或外设取走之前，又被新到数据所覆盖而产生的错误。 在产生覆盖错误时，接口会通过在状态寄存器中设置相应的状态位来反映。4．从结构上看，可以把一个接口分为几部分？分别具有什么特点？ 答：分为两部分。 (1) 第一部分用来与I/O设备相连。这部分的接口结构是和I/O设备的传输要求及数据格式有关的，所以，各接口之间互不相同。 (2) 第二部分用来与系统总线相连。由于各接口都要连在同一总线上，因此，所有接口的这部分结构都非常类似。 5．在实际使用时，为什么对串口中的四个内部寄存器一般使用1位低位地址来寻址？答：因为， 四个内部寄存器中有2个可读寄存器，为一组，另2个可写寄存器为一组。即控制寄存器和数据输出寄存器是只写的，状态寄存器和数据输入寄存器是只读的，所以，可以先用读、写信号来区分两组寄存器，再用1位低位地址就可区分一组中的两个寄存器了。 47
6．异步通信方式的特点是什么？适合应用在什么场合？ 答：采用异步通信时，两个字符之间的传输间隔是任意的，所以，每个字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。 适于传输在不固定的时间间隔处出现字符所构成的信息流。 7．什么是波特率因子？ 答：在用异步方式进行通信时，发送端需要用发送时钟来决定每一位对应的时间长度，接收端需要用接收时钟来测定每一个位的时间长度。发送时钟和接收时钟的频率可以是位传输率（波特率）的16倍、32倍、64倍，这个倍数称为波特率因子。 8．设在异步通信时，每个字符对应1个起始位，7个信息位，1个奇偶校验位，1个停止位，波特率为9600bps，则每秒钟能传输的最大字符数是多少？ 答：因为， 1+7+1+1=10（位）， 所以， 每秒钟能传输的最大字符数为9600/10=960（个）。 9．在8251A的编程结构中，有几个可读写的端口？给它们分配了几个端口地址？为什么？ 答：共有7个可读写端口。 给它们分配了2个端口地址。其中，偶地址对应数据输入寄存器和数据输出寄存器；奇地址对应其他寄存器（模式寄存器，2个同步字符寄存器，控制寄存器，状态寄存器）。在这7个端口中，只读端口有2个（一个状态寄存器，一个数据输入寄存器），只写端口有5个（一个模式寄存器，一个控制寄存器，二个同步字符寄存器，一个数据输出寄存器）。 因为根据读写控制信号，再加上8251A的初始化流程按次序写入的约定是可以做到使用2个端口地址将7个端口区分开。 48
单片微机原理及应用徐春辉第10章习题答案51系列单片机的串行通信习题与思考题答案
练习与思考题10 1.串行数据传送的主要优点和作用是什么？ 答：串行数据传送的主要优点是硬件接口简单，接口端口少（2个）。主要用于微机之间或微机与外设之间的数据通信。 2.单工、半双工、全双工通信有什么异同？ 答：相同之处在于都是串行通信； 单工方式：数据仅按一个固定方向传送。 半双工方式：数据可实现双向传送，但不能同时进行。 全双工方式：允许通信双方同时进行数据双向传送。。 3.假定串行口串行发送的字符格式为1个起始位，8个数据位，1个奇校验 位，1个停止位，请画出传送字符“F”的帧格式。 起始位0 1 1 0 0 0 1 0 校验位0 停止位 4.若异步通信接口按方式3传送，已知其每分钟传送3600个字符，其波特率 是多少？ 答：已知每分钟传送3600个字符，方式3每个字符11位，则： 波特率=（11b/字符）×（3600字符/60s）=660b/s 5.AT89S51单片机的串行口由哪些功能部件组成？各有什么作用？
答：AT89S51单片机的串行接口由发送缓冲器SBUF，接收缓冲器SBUF、输入移位寄存器、串行接口控制器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。 由发送缓冲期SBUF发送数据，接收缓冲期SBUF接收数据。串行接口通信的工作方式选择、接收和发送控制及状态等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示。定时器T1产生串行通信所需的波特率。 6.AT89S51单片机串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波 特率如何确定？ 答：串行口有4种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3； 有3种帧格式，方式2和3具有相同的帧格式； 方式0的发送和接收都以fosc/12为固定波特率， 方式1的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率 方式2的波特率=2SMOD/64×fosc 方式3的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率 7.为什么MCS-51串行口的方式0帧格式没有起始位（0）和停止位（1）？ 解答：串行口的方式0为同步移位寄存器输入输出方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O口，一般不用于两个MCS-51之间的串行通信。该方式以fosc/12的固定波特率从低为位到高位发送或接受数据。 8.AT89S51中SCON的SM2，TB8，RB8有何作用？ 答：AT89S51中SCON的SM2是多机通信控制位，主要用于方式2和方式 3.若置SM2=1，则允许多机通信。
第九章I/O接口 输入输出端口简介 串行端口 异步的串口是作为计算机到计算机的通信端口来设计的。异步意味着不存在同步的时钟信号，所以能够以任意时间间隔来发送字符。 串行是指发送一个字节字符的八位二进制位时是按顺序一位一位的发送了，而接收也是一位一位地接收，而不是八位同时传送。更形象地说，串行是数据通过一条单独的导线传送，并且当发送数据位时，每个数据位都按顺序被串接起来。串行传输的典型例子是我们日常生活中所用的电话系统，它在每个方向都提供了一条传送数据的导线。 串口的典型位置 计算机系统一般都有一个或两个串行端口，通常位于系统的后部。这些内置的串口可以通过主板上的Super I/O芯片控制，或通过South Bridge芯片控制。如果系统提供的串口数目不能满足需要，用户可以购买单口或多口串口卡。 串口可以连接多种设备，例如调制解调器、绘图仪、打印机、其他计算机、条形码阅读器、标尺（scale）和设备控制电路。 AT结构的9针串口连接器的规范说明 官方规范所建议的最大电缆长度为50英尺。其限制因素是电缆及接口输入电路的总负荷电容。最大电容值被指定为2500pF。有些特殊的低电容电缆实际上可以极大地增加电缆的最大长度，使之达到500英尺或更多。此外，线路驱动程序（放大器/中继器）还可以将电缆的长度扩展到更长。
表9-1、表9-2和表9-3中给出的是9针（AT结构）、25针、9转25针串行连接器引脚引出线的说明。 表9-1 9针（AT）串口连接器 引脚信号说明I/O 1 CD 载波检测输入 2 RD 接收数据输入 3 TD 发送数据输出 4 DTR 数据终端就绪输出 5 SG 信号地- 6 DSR 数据准备好输入 7 RTS 发送请求输出 8 CTS 消除发送输入 9 RI 振铃指示输入 表9-2 25针（PC、XT及PS/2）串口连接器 引脚信号说明I/O 1 - 机架接地- 2 TD 发送数据输出 3 RD 接收数据输入 4 RTS 发送请求输出 5 CTS 消除发送输入 6 DSR 数据准备好输入 7 SG 信号地- 8 CD 载波检测输入 9 - +发送当前循环返回输出 11 - -发送当前循环数据输出 18 - +接收当前循环数据输入 20 DTR 数据终端就绪输出 22 RI 振铃指示输入 25 - -接收当前循环返回输入
“微机系统原理与接口技术”第九章习题解答（部分） 1. 什么是并行接口和串行接口？它们各有什么作用？ 答：并行接口是指接口与外设之间按字长传送数据的接口，即4位、8位或16位二进制位同时传送；而串行接口是指接口与外设之间依时间先后逐位传送数据的接口，即一个时刻只传送一个二进制位。 并行接口传送速度较快，但在远距离传送数据时成本高，损耗大，且平行数据线之间干扰大，所以并行接口一般适用于近距离的高速传送，而串行接口则适用于远距离传送。 2. 试画出8255A与8086CPU连接图，并说明8255A的A0、A1地址线与8086CPU的A1、A2地址线连接的原因。 答：8255A与8086CPU的连线图如下图所示： 题9-2图 8086系统有16根数据线，而8255只有8根数据线，为了软件读写方便，一般将8255的8条数据线与8086的低8位数据线相连。8086在进行数据传送时总是将总线低8位对应偶地址端口，因此8086CPU要求8255的4个端口地址必须为偶地址，即8086在寻址8255时A0脚必须为低。实际使用时，我们总是将8255的A0、A1脚分别接8086的A1、A2脚，而将8086的A0脚空出不接，并使8086访问8255时总是使用偶地址。 4. 简述8255A工作在方式1时，A组端口和B组端口工作在不同状态（输入或输出）时，C端口各位的作用。 答：8255A 的A、B口工作在方式1时，C端口各位的使用情况如下表所示：
注：带*的各中断允许信号由C口内部置位／复位操作设置，非引脚电平。 5. 用8255A控制12位A/D转换器，电路连接如下图所示。设B口工作于方式1输入，C 口上半部输入，A口工作于方式0输入。试编写8255A的初始化程序段和中断服务程序（注：CPU采用中断方式从8255A中读取转换后的数据）。 题9-5图 答：设8255的A、B、C及控制端口的地址分别为PORTA、POA TB、PORTC和PCON，则一种可能的程序段实现如下： 主程序：; 初始化8255A …… MOV AL, 10011110B ; 设置8255A的工作方式控制字 OUT PCON, AL MOV AL, 00000101B ; 设置C口置位/复位控制字，使INTEA（PC2）为 OUT PCON, AL ; 高电平，允许B口中断 MOV AL, 00000010B ; 设置C口置位/复位控制字，使PC1（IBF B）输出 OUT PCON, AL ; 低电平，启动第一次A/D转换 …… 中断服务程序：; 取数，并自动启动下一次A/D转换 …… MOV AL, 00000011B ; PC1（IBF B）输出高电平，停止A/D转换 OUT PCON, AL IN AL, PORTC ; 先取高4位转换值 MOV AH, AL MOV CL, 4 SHR AH, CL ; 将高4位转换值放到AH的低端 IN AL, PORTB ; 取低8位转换值放到AL中 MOV AL, 00000010B ; PC1（IBF B）输出低电平，再次启动A/D转换 OUT PCON, AL …… IRET 6. 用8255A作为CPU与打印机接口，8255的A口工作于方式0，输出；C口工作于方式0。8255A与打印机及CPU的连线如下图所示。试编写一程序，用查询方式将100个数据送打印机打印（8255A的端口地址及100个数据的存放地址自行设定）。
RS485串行通信接口电路的总体设计 在电参数仪的设计中，数据采集由单片机AT89C52负责，上位PC机主要负责通信（包括与单片机之间的串行通信和数据的远程通信），以及数据处理等工作。在工作中，单片机需要定时向上位PC机传送大批量的采样数据。通常，主控PC机和由单片机构成的现场数据采集系统相距较远，近则几十米，远则上百米，并且数据传输通道环境比较恶劣，经常有大容量的电器（如电动机，电焊机等）启动或切断。为了保证下位机的数据能高速及时、安全地传送至上位PC机，单片机和PC机之间采用RS485协议的串行通信方式较为合理。 实际应用中，由于大多数普通PC机只有常用的RS232串行通信口，而不具备RS485通信接口。因此，为了实现RS485协议的串行通信，必须在PC机侧配置RS485/RS232转换器，或者购买适合PC机的RS485卡。这些附加设备的价格一般较贵，尤其是一些RS485卡具有自己独特的驱动程序，上位PC机的通信一般不能直接采用WINDOW95/98环境下有关串口的WIN32通信API函数，程序员还必须熟悉RS485卡的应用函数。为了避开采用RS485通信协议的上述问题，我们决定自制RS485/RS232转换器来实现单片机和PC机之间的通信。 单片机和PC机之间的RS485通信硬件接口电路的框图，如下图1所示。 从图1可看出，单片机的通信信号首先通过光隔，然后经过RS485接口芯片，将电平信号转换成电流环信号。经过长距离传输后，再通过另一个RS485接口芯片，将电流环信号转换成电平信号。 图1单片机与PC机之间的RS485通信硬件接口电路的框图(略) 该电平信号再经过光电隔离，最后由SR232接口芯片，将该电平信号转换成与PC机RS232端口相兼容的RS232电平。由于整个传输通道的两端均有光电隔离，故无论是PC机还是单片机都不会因数据传输线上可能遭受到的高压静电等的干扰而出现“死机”现象。 2接口电路的具体设计 2-1单片机侧RS485接口电路的设计 单片机侧RS485接口电路如图2所示。 AT89C52单片机的串行通信口P3 0（RXD）和P3 1（TXD）的电平符合TTL/CMOS标准（逻辑“0”的电平范围为0V～0.8V,逻辑“1”的电平为2 4V～VCC）,它们首先通过光电隔离器件6N137隔离，以保护单片机不受传输通道的干扰影响，其中T01和?T02是为了增加光隔输入端的驱动能力。光隔6N137的左侧电源与单片机相同，右侧必须采用另一组独立的＋5V电源，且两组电源不能供电。 图2单片机侧RS485接口电路
第九章串行口RS485通讯协议 9.1通讯概述 本公司系列变频器向用户提供工业控制中通用的RS485通讯接口。通讯协议采用MODBUS标准通讯协议，该变频器可以作为从机与具有相同通讯接口并采用相同通讯协议的上位机（如PLC控制器、PC机）通讯，实现对变频器的集中监控，另外用户也可以使用一台变频器作为主机，通过RS485接口连接数台本公司的变频器作为从机。以实现变频器的多机联动。通过该通讯口也可以接远控键盘。实现用户对变频器的远程操作。 本变频器的MODBUS通讯协议支持两种传送方式:RTU方式和ASCII方式，用户可以根据情况选择其中的一种方式通讯。下文是该变频器通讯协议的详细说明。 9.2通讯协议说明 9.2.1通讯组网方式 (1) 变频器作为从机组网方式： 图9－1 从机组网方式示意图(2) 多机联动组网方式：单主机单从机 单主机多从机
图9－2 多机联动组网示意图 9.2.2通信协议方式 该变频器在RS485网络中既可以作为主机使用，也可以作为从机使用，作为主机使用时，可以控制其它本公司变频器，实现多级联动，作为从机时，PC 机或PLC可以作为主机控制变频器工作。具体通讯方式如下： (1)变频器为从机，主从式点对点通信。主机使用广播地址发送命令时，从机不应答。 (2)变频器作为主机，使用广播地址发送命令到从机，从机不应答。 (3)用户可以通过用键盘或串行通信方式设置变频器的本机地址、波特率、数据格式。 (4) 从机在最近一次对主机轮询的应答帧中上报当前故障信息。 9.2.3通讯接口方式 通讯为RS485接口，异步串行，半双工传输。默认通讯协议方式采用ASCII 方式。 默认数据格式为：1位起始位，7位数据位，2位停止位。 默认速率为9600bps，通讯参数设置参见P3.09～P3.12功能码。 9.3 ASCII与RTU通讯协议 字符结构： 10位字符框（For ASCII） (1－7－2格式，无校验) (1－7－1格式，奇校验)
基于单片机的RS-232C串行通信接口设计 课程设计任务书 课程名称专业综合课程设计 院（系）专业 课程设计时间: 2011 年1 月3 日至2011 年1 月14 日课程设计的内容及要求： 利用WAVE仿真器、8051 单片机开发基于单片机的RS-232C串行通信系统，实现单片机与PC机的通讯，要求实现数据收发功能. 具体要求如下： （1）按以上要求制定设计方案，并绘制出系统工作框图； （2）按要求设计单片机系统，给出电路原理图； （3）用仿真器及单片机系统和PC机进行程序设计与调试； （4）接受PC机发送数据，并将其会发给PC机； 指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0. 前言 (1) .......... 1. 总体方案设计 (2) 2. 硬件电路的设计 (2) 2.1单片机介绍 (2)
2.2串口基本结构介绍 (3) 2.3电平转换电路设计 (4) 2.4整体电路设计 (5) 3 软件设计 (6) 3.1串行通信的实现 (6) 3.2流程框图 (6) 4.联合调试 (7) 5. 课设小结及进一步设想 (7) 参考文献 (9) 附录I 元件清单 (10) 附录II 整体电路图 (11) 附录III 源程序清单 (12) 杨毅沈阳航空航天大学自动化学院 摘要：随着计算机技术特别是单片机技术的发展，单片机的应用领域越来越广泛，单片机在工业控制、数据采集以及仪器仪表自动化等许多领域都起着十分重要的作用。但在实际应用中，在要求响应速度快、实时性强、控制量多的应用场合，单个单片机往往难以胜任，这时使用多个单片机接合PC 机组成分布式系统是一个比较好的解决方案。这样，单片机的数据通信技术就变得十分重要，在某种程度上说，掌握了单片机的数据通信技术也就是掌握了单片机的核心应用技术。现在单片机及PC机在结构、性能和经济上为实现远程串行通信提供了很好的条件，串行通信是指按照逐位顺序传递数据的通信方式，由于仅需三根传输线传送信息且通信距离相对较远，所以在控
第九章参考答案 1．串行通信有什么特点？它适合于什么应用场合？若你的计算机要接入Internet网，应该采用并行传输还是串行传输？ 答：串行通信的特点：数据位依次传送。传送相同字节数信息时，串行传送的时间远大于并行传送的时间；但数据线的根数较少。串行传送有固定的传输格式。 适合于远距离传输。 计算机要接入Internet网时，应采用串行传输。 2. 设异步传送数据时，每个字符对应1位起始位，1位停止位，7位数据位和1位校验位，如果波特率是9600b/s，则每秒最多能传输多少字符？ 答：根据给定条件知：每个字符包含10位，因此每秒最多能传输的字符个数是： 9600÷10=960 3.叙述单工、半双工和全双工通信方式以及波特率含义。 答：单工：联系通信双方只有一根数据线，数据只能朝一个方向发送。 半双工：联系通信双方只有一根数据线，但允许数据分时在两个方向传送。 全双工：联系通信双方有两根数据线，允许数据同时进行双向传送。 波特率：每秒钟内传送二进制数据的位数。 4．简要说明RS－232C、RS－422、RS－485的特点。 答：RS-232C的特点：信号线少；多种波特率可选择；传送的距离一般可达30米，采用光电隔离的20mA的电流环传送时可达1000m；采用负逻辑电平，“1”电平为：-5V~-15V，“0”电平为+5V~+15V。 RS－422、RS－485的特点：采用平衡输出的发送器和差分输入的接收器；可在1200m范围内传输；发送端与接收端之间没有直接的地线连接。 5.假定8251A工作于异步方式，波特率因子为16，数据位7位，奇校验，允许发送和接收数据，其端口地址为E0H（C/D=0），E1H（C/D=1）。试编写初始化程序。 略去软复位的初始化程序： MOV DX, 00E1H MOV AL, 01011010B OUT DX, AL MOV AL, 01010101B OUT DX, AL 6．设一数据传输率为4800波特的串行打印机通过8251A与8086CPU组成的微机系统相连，打印机只有一串行数据通道，编写一个将起始地址为DATA的80个字符输出到打印机去的发送程序。已知波特率因子为64，8位数据位，偶校验，2位停止位，8251A的数据口和控制口分别为70H和71H。 解：MOV DX，0071H MOV AL，11111111B OUT DX，AL MOV AL，00010001B OUT DX，AL LEA SI，DATA MOV CX，80 AA：MOV DX，0071H IN AL，DX TEST AL，01H JZ AA MOV DX，0070 MOV AL，[SI]
第七章串行接口答案 7·1 什么是串行异步通信?它有哪些特点?有哪几种帧格式? 答:串行通信是所传送数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。串行通信分同步和异步两种方式。 在异步通信中数据或字符是一帧(frame)一帧地传送的。帧定义为一个字符的完整的通信格式，通常也称为帧格式。 它的主要特点:由于异步通信每传送一帧有固定格式，通信双方只需按约定的帧格式来发送和接收数据，所以硬件结构比同步通信方式简单;此外，它还能利用校验位检测错误。 帧格式的一般形式是先用一个起始位"0"表示字符的开始，然后是数据位，其后是奇偶校验位，最后是停止位，用以表示字符的结束。不同的帧格式主要表现在数据位可以不同，例如其位数为5~8位，停止位可以是1、1.5、2位;起始位和奇偶校验位可以有，也可以没有。起始位、数据位、奇偶校验位、停止位的不同组合就形成了多种形式的帧格式。不同的计算机规定适用的帧格式有所不同，例如适用于80C51的帧格式只有三种:8位数据位;一位起始位、8位数据位、一位停止位;一位起始位、8位数据位、一位奇偶校验位、一位停止位。 7·2 某异步通信接口按方式3传送，己知其每分钟传送3600个字符，计算其传送波特率。 答:设每个字符由1个起始位、8个数据位、1个可编程位和1个停止位组成，则其传送波特率为: llb×3600/60s=660b/s
7·3 为什么定时器Tl用做串行口波特率发生器时，常采用工作方式2?若己知系统时钟频率、通信选用的波特率，姑何计算其初值? 答:在串行通信中，收发双方对发送或接收的数据速率(即波特率)要有一定的约定。我们通过软件对80C51串行口编程可约定4种工作方式。其中方式0和方式2波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可变的，由定时器Tl的溢出率控制。定时器Tl用做串行口波特率发生器时，因为工作方式2是自动重装载方式，因而当定时器Tl作波特率发生器时常采用工作方式2。 在方式2中，TLl作计数用，但自动重装载的值放在THl内。假如已知系统时钟频率、通信选用的波特率，计算初值的方法如下:设计数初值为X，那么每过"256一X"个机器周期定时器1就会产生一次溢出。溢出周期是: 12 T= ×(256-X) f ose 因溢出率为溢出周期之倒数，因此 2SMOD f ose 波特率= × 32 l2×(256-X) 则定时器Tl在方式2 时的初值为: f ose×2SMOD X=256- 384×波特率
第11章串行通信接口 串行通信是微机和外部设备交换信息的方式之一。所谓串行通信是通过一位一位地进行数据传输来实现通信。与并行通信相比，串行通信具有传输线少，成本低等优点，适合远距离传送。缺点是速度慢，若并行传送n位数据需时间T，则串行传送的时间最少为nT。在实际传输中，是通过一对导线传送信息。在传输中每一位数据都占据一个固定的时间长度。 §11.1 串行通信基础 串行通信分为2种类型：一种是同步通信方式，另一种是异步通信方式。 1、异步通信 异步通信的特点是：字符是一帧一帧的传送，每一帧字符的传送靠起始位来同步。在数据传输过程中，传输线上允许有空字符。所谓异步通信，是指通信中两个字符的时间间隔是不固定的，而在同一字符中的两个相邻代码间的时间间隔是固定的通信。异步通信中发送方和接收方的时钟频率也不要求完全一样，但不能超过一定的允许范围，异步传输时的数据格式如图所示。 异步通信字符格式 字符的前面是一位起始位(低电平)，之后跟着5～8位的数据位，低位在前、高位在后。数据位后是奇、偶校验位，最后是停止位(高电平)。是否要奇、偶校验位，以及停止位设定的位数是1，1.5位或2位都由初始化时设置异步方式字来决定。 2、同步通信 278
同步通信方式的特点是：由一个统一的时钟控制发送方和接收方，若干字符组成一个信息组，字符要一个接着一个传送；没有字符时，也要发送专用的“空闲”字符或者是同步字符，因为同步传输时，要求必须连续传送字符，每个字符的位数要相同，中间不允许有间隔。同步传输的特征是：在每组信息的开始(常称为帧头)要加上l－2个同步字符，后面跟着8位的字符数据。同步通信的数据格式如图所示。 同步字符1 同步 字符2 数据结束标志 同步通信字符格式 传送时每个字符的后面是否要奇、偶校验，由初始化时设同步方式字决定。 3、传输制式 串行通信中的工作方式分为：单工通信方式、半双工通信方式和全双工通信方式。 (1) 单工工作方式 在这种方式下，传输的线路用一根线连接，通信的一端连接发送器，另一端连接接收器，即形成单向连接，只允许数据按照一个固定的方向传送，如下图(a)所示。即数据只能从A站点传送到B站点，而不能由B站点传送到A站点。单工通信类似无线电广播，电台发送信号，收音机接收信号。收音机永远不能发送信号。 (2) 半双工工作方式 如果在传输的过程中依然用一根线连接，这样在某一个时刻，只能进行发送，或只能进行接收。由于是一根线连接，发送和接收不可能同时进行，这种传输方式称为半双工工作方式，如下图(b)所示。半双工通信工方式类似对讲机，某时刻A方发送B方接收，另一时刻B方发送A方接收，双方不能同时进行发送和接收。 279
自动化技术综合实训报告 实训题目:串行通讯接口设计 院系：信系工程与自动化学院自动化系 专业：自动化 班级：自动化 姓名： 学号： 指导教师： 实训地点：信自楼 开课时间：2011年6月22日 学生姓名：
串行通信接口设计 摘要:本文介绍了PC机与单片机采用RS-232C进行串行通信的接口方法。利用89C51，MAX232芯片等其他元件组成简单的PC机与单片机数据互发电路。给出了PC机实现串行通信的软件设计方法。 关键字：串行通信、PC机、单片机、RS232C Keywords: serial communication, PC, microcontroller, RS232C Abstract: This paper describes the use of PC and microcontroller RS-232C serial communication interface methods. Using 89C51, MAX232 chip and other components form a simple PC and send data to each chip circuit. Giving the PC serial communication software design methods. 个人摘要：这次的自动化技术综合实训中，我在本小组中主要负责的是硬件方面。包括排板、焊接电路和硬件的调试以及帮助参考辅助别的方面的设计。由于经验不足出现排版不合理，只为一遍接线方便而未能合理排版而出现了一些不必要的跨线，总体来说焊接过程顺利。美观度一般，未出现短接虚焊等情况！
第七章 1、什么是串行异步通信，它有哪些作用？ 答：在异步串行通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或一字节数据）传送的，每一帧的数据格式参考书。通信采用帧格式，无需同步字符。存在空闲位也是异步通信的特征之一。 2、89C51单片机的串行口由哪些功能部件组成？各有什么作用？ 答：89C51单片机的串行接口由发送缓冲期SBUF，接收缓冲期SBUF、输入移位寄存器、串行接口控制器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。 由发送缓冲期SBUF发送数据，接收缓冲期SBUF接收数据。串行接口通信的工作方式选择、接收和发送控制及状态等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示。定时器T1产生串行通信所需的波特率。 3、简述串行口接收和发送数据的过程。 答：串行接口的接收和发送是对同一地址（99H）两个物理空间的特殊功能寄存器SBUF进行读和写的。当向SBUF发“写”命令时（执行“MOV SBUF,A”），即向缓冲期SBUF装载并开始TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。 在满足串行接口接收中断标志位RI（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位REN（SCON.4）=1,就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1。当发读SBUF 命令时（执行“MOV A, SBUF”），便由接收缓冲期SBUF取出信息通过89C51内部总线送CPU。 4、89C51串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各工作方式的波特率如何确定？ 答：89C51串行口有4种工作方式： 方式0（8位同步移位寄存器），方式1（10位异步收发），方式2（11位异步收发），方式3（11位异步收发）。 有2种帧格式：10位，11位 方式0：方式0的波特率≌fosc/12(波特率固定为振荡频率1/12) 方式2：方式2波特率≌2SMOD/64×fosc 方式1和方式3：方式1和方式3波特率≌2SMOD/32×(T1溢出速率) 如果T1采用模式2则： 5、若异步通信接口按方式3传送，已知其每分钟传送3600个字符，其波特率是多少？答：已知每分钟传送3600个字符，方式3每个字符11位，则： 波特率=（11b/字符）×（3600字符/60s）=660b/s 6、89C51中SCON的SM2，TB8，RB8有何作用？ 答：89c51SCON的SM2是多机通信控制位，主要用于方式2和方式3.若置SM2=1，则允许多机通信。 TB8是发送数据的第9位，在方式2或方式3中，根据发送数据的需要由软件置位或复位。它在许多通信协议中可用作奇偶校验位；在多机通信中作为发送地址帧或数据帧的标志位。RB8是接收数据的第9位，在方式2或方式3中接收到的第9位数据放在RB8位。它或是约定的奇偶校验位，或是约定的地址/数据标示位。
第七章选择题答案 （1）从串口接收缓冲器中将数据读入到变量temp中的C51语句是______。 A．temp = SCON;B．temp = TCON;C．temp = DPTR;D．temp = SBUF; （2）全双工通信的特点是，收发双方______。 A．角色固定不能互换 B.角色可换但需切换 C .互不影响双向通信 D.相互影响互相制约 （3）80C51的串口工作方式中适合多机通信的是______。 A．工作方式0B．工作方式1C．工作方式2D．工作方式3 （4）80C51串行口接收数据的次序是下述的顺序______。 ①接收完一帧数据后，硬件自动将SCON的RI置1 ②用软件将RI清零 ③接收到的数据由SBUF读出④置SCON的REN为1，外部数据由RXD(P3.0)输入 A．①②③④B．④①②③C．④③①②D．③④①② （5）80C51串行口发送数据的次序是下述的顺序______。 ①待发数据送SBUF ②硬件自动将SCON的TI置1 ③经TXD（P3.1）串行发送一帧数据完毕④用软件将SCON的TI清零 A．①③②④B．①②③④C．④③①②D．③④①② （6）80C51用串口工作方式0时______。 A．数据从RXD串行输入，从TXD串行输出 B．数据从RXD串行输出，从TXD串行输入 C．数据从RXD串行输入或输出，同步信号从TXD输出 D．数据从TXD串行输入或输出，同步信号从RXD输出 （7）在用接口传送信息时，如果用一帧来表示一个字符，且每帧中有一个起始位、一个结束位和若干个数据位，该传送属于______。 A．异步串行传送B．异步并行传送C．同步串行传送D．同步并行传送
几种串行通信接口标准 在数据通信、计算机网络以及分布式工业控制系统中，经常采用串行通信来交换数据和信息。1969年，美国电子工业协会(EIA)公布了RS-232C作为串行通信接口的电气标准，该标准定义了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)间按位串行传输的接口信息，合理安排了接口的电气信号和机械要求，在世界范围内得到了广泛的应用。但它采用单端驱动非差分接收电路，因而存在着传输距离不太远(最大传输距离15m)和传送速率不太高(最大位速率为20Kb/s)的问题。远距离串行通信必须使用Modem，增加了成本。在分布式控制系统和工业局部网络中，传输距离常介于近距离(＜20m)和远距离(＞2km)之间的情况，这时RS-232C（25脚连接器)不能采用，用Modem又不经济，因而需要制定新的串行通信接口标准。 1977年EIA制定了RS-449。它除了保留与RS-232C兼容的特点外，还在提高传输速率，增加传输距离及改进电气特性等方面作了很大努力，并增加了10个控制信号。与RS-449同时推出的还有RS-422和RS-423，它们是RS-449的标准子集。另外，还有RS-485，它是RS-422的变形。RS-422、RS-423是全双工的，而RS-485是半双工的。 RS-422标准规定采用平衡驱动差分接收电路，提高了数据传输速率(最大位速率为 10Mb/s)，增加了传输距离(最大传输距离1200m)。 RS-423标准规定采用单端驱动差分接收电路，其电气性能与RS-232C几乎相同，并设计成可连接RS-232C和RS-422。它一端可与RS-422连接，另一端则可与RS-232C连接，提供了一种从旧技术到新技术过渡的手段。同时又提高位速率(最大为300Kb/s)和传输距离(最大为600m)。 因RS-485为半双工的，当用于多站互连时可节省信号线，便于高速、远距离传送。许多智能仪器设备均配有RS-485总线接口，将它们联网也十分方便。 串行通信由于接线少、成本低，在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用，产品也多种多样。 RS232，RS422，RS485的区别 1、RS-232-C RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。 在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。 RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。 RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。 2、RS-485 RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。