第2章 2.7串行接口

串行口的硬件接口参数
接口类型： RS-232、 RS-422、 RS-485等
传输速率： 9600bps、 19200bps、 38400bps
等
数据格式： ASCII、二进
制等
信号电平： TTL、EIA-
485等
连接方式： 直连、交叉
连接等
传输距离： 短距离、中 距离、长距
离等
串行口的硬件接口连接方式
串行口的工作原理
串行口是一种通信接口，用于在两个设备之间传输数据 串行口的工作原理是将数据一位一位地传输，而不是同时传输多位数据 串行口的传输速度较慢，但传输距离较远 串行口的传输方式包括同步传输和异步传数据传输速度较快，但需要额外的时钟信号
异步串行口：数据传输速度较慢，但无需额外的时钟信号
检查串行 口的驱动 程序和固 件版本： 确保串行 口的驱动 程序和固 件版本是 最新的， 并且与设 备兼容
串行口的软件编程语言
C语言：广泛 应用于嵌入 式系统，具 有强大的硬 件控制能力
Python：简 单易学，适 合初学者， 具有丰富的
库和工具
Java：面向 对象，跨平 台，适合大
型项目
C++：高效， 灵活，适合 高性能计算 和系统编程
关闭串行口：在通信结束后，关闭串行口，释放资源
串行口的数据传输协议类型
同步传输协议：如SPI、I2C等，特点是速度快、实时性好 异步传输协议：如UART、RS-232等，特点是简单、成本低 半同步传输协议：如CAN、LIN等，特点是实时性好、抗干扰能力强 混合传输协议：如USB、PCI等，特点是速度快、兼容性好
Rust：安全， 高效，适合 系统编程和 嵌入式系统
Go：简单， 高效，适合 网络编程和

《单片机串行接口》PPT课件
目录
CONTENTS
• 单片机串行接口概述 • 单片机串行接口的硬件结构 • 单片机串行接口的编程实现 • 单片机串行接口的调试与测试 • 单片机串行接口的应用实例
01
CHAPTER
单片机串行接口概述
定义与特点
定义：单片机串行接口是指单片机与其 他设备或系统之间进行串行通信的接口 。
示波器
用于测量信号的波形和参数，如电压、频率等。
逻辑分析仪
用于分析单片机的串行接口信号，以便于调试和 测试。
串行接口的性能评估
传输速率
评估串行接口的传输速度，确保满足应用需 求。
误码率
评估数据传输的准确性，确保数据传输无误 码。
兼容性
评估串行接口与其他设备的兼容性，以便于 与其他设备进行通信。
05
串行接口的中断处理
中断请求
当串行接口接收到数据或发生错误时，会产生 中断请求信号。
中断服务程序
在中断服务程序中，根据中断类型执行相应的 处理操作，如数据接收或错误处理。
中断优先级
根据实际情况，为不同的中断类型分配不同的优先级，以确保重要中断得到及 时处理。
04
CHAPTER
单片机串行接口的调试与测 试
为了提高数据传输的准确性，可以选择奇校验或偶校 验方式。
串行数据的发送与接收
发送数据
将要发送的数据按照串行 协议打包，并通过串行接 口发送出去。
接收数据
从串行接口接收数据，并 根据协议进行解析，提取 出有用的信息。
数据缓冲
为了提高数据传输的效率 ，可以设置数据缓冲区， 以暂存待发送或待处理的 数据。
单片机串行接口的硬件结构
串行接口的电路组成

计数速率为fosc/12，当C/=1时，计数速率为外部输入时钟频率。
MCS-51串行口的波特率
方式1和方式3
实际上，当定时器T1做波特率发生器使用时，通常是工作在模式2 下，即作为一个自动重装载的8位定时器，此时TL1作计数用，自动
。
重装载的值在TH1内。设计数的预置值（初始值）为X，那么每过 256-X个机器周期，定时器溢出一次。为了避免溢出而产生不必要的 中断，此时应禁止T1中断。溢出周期为12×（256-X）/fosc.溢出率 为溢出周期的倒数。
。 2) 乙机接收
编程使乙机接收甲机发送过来的数据块，并存入片内50H～6FH单 元。接收过程要求判断RB8，若出错置F0标志为1，正确则置F0标志 为0，然后返回。
在进行双机通信时，两机应采用相同的工作方式和波特率。
RS-232C串行通信总线标准及其 接口
RS-232C的电气标准采用负逻辑，即： 逻辑“0”：+5V～+15V 逻辑“1”：-5V～-15V 因此，RS-232C不能和TTL电平直接相连，否则将使TTL电路烧坏， 实际应用时必须注意。RS-232C和TTL电平之间必须进行电平转换，常用 的电平转换集成电路MAX232。
接收时，REN置1，允许接收，串行口采样RXD，当采样由1到 0跳变时，确认是起始位“0”，开始接收一帧数据。当RI=0，且 停止位为1或SM2=0时，停止位进入RB8位，同时置中断标志RI； 否则信息将丢失。所以，采用方式1接收时，应先用软件清除RI 或SM2标志。
MCS-51为波特率。 波特率为每秒钟传送二进制数码的位数，也叫比特数， 单位为b/s，即位/秒。波特率用于表征数据传输的速度， 波特率越高，数据传输速度越快。通常，异步通信的波 特率为50～9600b/s。

2. 微型计算机分类
按主机、I/0接口和系统总线组成部件所在位置 划分为：
① 单片机：组成部件集成在一个超大规模芯片 上，用于控制仪器仪表等。、
② 单板机：各组成部件装配在一块电路板上， 常用于实验控制。
③ 多板机：各组成部件装配在多块电路板上， 如台式微型计算机、便携式PC机。
2.1.2 微型计算机系统的配件
2.4.2 CMOS
“小随机存储器”，靠电池供电。用于保存系统当 前配置，如系统日期和时间、硬盘格式和容量、内存 容量等。这些信息既是系统启动时必读信息，也是更 新硬件时要修改的信息。
2.4.3 高速缓存Cache
为了解决CPU与内存之间速度不匹配的问题，引 入高速缓存技术。高速缓存介于内存和CPU之间，是高 速存取信息的芯片。它存取速度比内存快，但容量不 大，主要用于存放当前使用最多的程序段和数据块， 并以接近CPU的速度向CPU提供程序指令和数据。
AGP（Accelerated Graphics Port）扩展槽：专门用于图形显示 卡，是在PCI总线基础上发展起来的，主要针对图形显示方面 进行了优化。AGP插槽通常是棕色，随着显卡速度的提高， AGP接口已经不能满足显卡传输数据速度的要求，目前AGP 显卡已经逐渐被PCI Express接口显卡所取代。
2.4 微型机系统存储器
内存是微机重要配置之一，内存容量及性能是影响微机性 能的重要因素。在Pentium Ⅲ系列微型计算机中，内存条以使 用168 Pin SDRAM(同步动态随机存取存储器 )型为主，目前在 Pentium 4系列微型计算机中，多数采用DDR内存条。
图2.3.1 微型计算机内存储器（条）
为方便识别主板上的各种接口，PC99技术规格规 范了主板设计要求，提出主板各接口必须采用颜色识 别标识。