第11章 串行通信技术

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串行通信的异步传输模式
•以字符为基本通信单位 •起始位标志着每一个字符的开始 •停止位标志着每一个字符的结束
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串行通信的异步传输模式
平时通信线处于空闲状态（“1”状态），当有数据 发送时，发送方首先发一“0”，称为起始位；
接着发送数据位，数据位可有5~8位组成。 然后是校验位，校验分奇校验、偶校验、置0、置1、
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例 ： 发 送 数 据 序 列 ： 1010001101 ， 生 成 多 项 式 ： 110101。发送数据序列*25：101000110100000
x5x4x2x0
1010001101 00000 -- 1
110101
010110 -- 7
0111011 -- 2
101100 -- 8
110101
在简单的控制系统中，大都采用异步方式。 在许多对数据交换量不大的系统，也采用异步方式。 数据通信系统中采用同步方式。
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串行异步通信的传输制式
单工：仅在一个方向上的数据传送。 半双工：两个方向上交替地传送数据，同一时间
只能在一个方向上。 全双工：可在两个方向上同时传送数据。
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串行异步通信的同步
然后通信双方按照约定的波特率发送和采样对应数据 位。只要在一个字符传送期间，积累的误差不大于一 位数据传送时间。就不会发生错误。
因此，异步传输允许发送器和接收器不必用同一个时 钟，而是可以各有各的时钟（局部时钟），只要有同 一个标称频率即可，且对频率的精度要求也较低。
两次发送字符之间必须要有间隔时间（停止位），并 且每次字符传输，必须有一位同步信号（起始位）。
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串行通信的校验----奇偶校验
在异步通信的格式中，可以包含一位校验位（奇、 偶校验）。

51单片机的串行口为可编程的，用SM0、SM1设置串行口的工作方式。
1．方式0
串行口作同步移位寄存器用，波特率固定为fOSC/12 。 数据8位/帧，低位在前，无起始位、奇偶位及停止位。
数据由RXD(P3.0)端输入/输出，同步移位脉冲由TXD(P3.1)端输出。
多用于外接移位寄存器以扩展I/O端口
＝1。当上述两条的任一条不满足时，数据丢失。
SM2＝0，则不受第9数据位限制，不用于多机通信，第9数据位可作 为奇偶校验位。也可不用第9数据位，即不理睬第9数据位的值，当方式1 一样使用，为点对点通信，但要注意帧数据格式与方式1不同，不是10位 而是11位。
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1
发送过程： MOV SBUF，A
CPU将数据写到SBUF，启动发送，数据从TXD 端输出。发完一帧， 硬件自动置TI=1。
接收过程： MOV A，SBUF
数据从RXD输入。必须先设置REN=1，允许接收。如REN＝0，禁止接收。 ① RI＝0； ② SM2＝0或接收到的停止位＝1，则将8位数据装入SBUF， 停止位1装入RB8，RI置1。否则数据丢失。在方式1下，通常设置SM2＝0。 方式1下的波特率是可变的．取决于定时器TI 的溢出率
传送适用于近距离、传送速度高的场合。
2．串行通信 串行通信时，传送数据的各位按顺序一位一位地传送。 其优点是传输线少，传送通道费用低，故适合长距离数据传送。缺
点是传送速度较低。
PC机与外部设备（如打印机等）通信时，如果距离小于30m，采用 并行通信方式；当距离大于30m时，则采用串行通信方式。51单片机具 有并行和串行二种基本通信方式。
3．方式2和方式3
为11位异步通信接口。由TXD发送，RXD接收。 一帧信息由ll位组成，l位起始位0，8位数据位，1位可编程位(第9数 据位D8)和1位停止位1。

就会不停地接收卫 星信 号并输 出大量 的观 测定位 信息 ， 通过 串 行通信传送到微计算机 中， 可根据用 户的需求 任意设 置数据 并 采样间隔 。考虑到本监控系统 的整体开发环境 ， 为降低 复杂度 ， 本文采 用 ＭＳ ｏ 控 件 的事件驱 动通信 方式 ， 当有新 字符 Ｃ ｍｍ 每 到达 、 或端 口状态 改变 、 或发生错误时便触发 Ｏｎ ｏ Ｃ ｍｍ 事件 。
工程管理 ／ １３ ３
工程船舶 Ｇ Ｓ定位 监控 系统 的关键技 术分析 Ｐ
赵 卫 民
摘 要 ： 对 当今 国 内 工程 船 舶 监 控 技 术 缺 口， 以研 究 施 工 过 针 可 程 中的 精 确 定 位 及 准 确 控 制 等 保 证 有 效 地 治 理 航 道 问题 的 关键 技术 ， 并将这一技术应 用于航道 治理施工 中， 即利用差分定位技 术 对 工 程 船 舶 进 行 定 位 ， 高 了施 工 定 位 的精 度 。 提
关 键 词 ： Ｓ 定 位 监 控 ； 舶 工 程 ＧＰ ； 船
后者为真正 的 Ｒ ＴＫ 技 术 。
三 、Ｐ Ｇ Ｓ数 据通 讯技 术
（） １ 串行通信技术 。串行端 口的功能是作为 Ｃ Ｕ串行设备 Ｐ 间 的 编 码 转 换 器 。当 数 据 从 Ｃ Ｕ 经过 串行 端 口发送 出去 时 ， Ｐ 字 节数据转换为串行 的位。 。一 般 的 Ｇ Ｓ都 有 串行 通信 口， 设 Ｐ 本 计使 用 Ｒ 一２ ２ ｓ ３ 一ｃ通 信接 口标准 ， 采用 异步 串行方 式进行 数 据传输 ， 通过编 写相 应 的串 口通 信程 序来 实 现 Ｇ Ｓ接 收机 与 Ｐ Ｐ Ｃ机之间的数据通 信。 （ ） Ｐ ２ Ｇ Ｓ数 据报 文 分析 。系统设 计 需 要掌握 的信息 是经纬 度 、 经纬 度方 向 、 Ｐ Ｇ Ｓ定 位状 态和 接收 信 号 的 时 间 。在 提 取 出 的 Ｇ Ｓ语 句 中 ， 通 过 找 寻 经 纬 度 所 在 的 Ｐ 可 逗 号 位 置 的方 法 ， 出 经 纬 度 坐 标 ， 将 经 纬度 坐标 进 行 度 数 的 读 再 转换 。（ ） 据通讯模 块设计 。ＧＰ ３数 Ｓ接 收机 只要处 于工 作状态

10.2.1 方式0
1．方式0输出 方式0的发送时序见图10-5。
图10-5 方式0发送时序
10.2.1 方式0
1．方式0输出
（2）方式0输出的应用案例 典型应用是串口外接串行输入/并行输出的同步移位寄 存器74LS164，实现并行端口的扩展。 图10-6为串口方式0，通过74LS164输出控制8个外接 LED发光二极管亮灭的接口电路。当串口设置在方式0输出 时，串行数据由RXD端（P3.0）送出，移位脉冲由TXD端 （P3.1）送出。在移位脉冲的作用下，串行口发送缓冲器的 数据逐位地从RXD端串行地移入74LS164中。
10.1.5 特殊功能寄存器PCON
例如，方式1的波特率计算公式为
当SMOD=1时，比SMOD=0时波特率加倍，所以也称 SMOD位为波特率倍增位。
10.1 串行口结构
10.2 串行口的4种工作方式
CONTENTS
目
10.3 波特率的制定方法
录
10.4 串行口应用设计案例
10.2.1 方式0
方式0为同步移位寄存器输入/输出方式。该方式并不用 于两个AT89S51单片机间的异步串行通信，而是用于外接移 位寄存器，用来扩展并行I/O口。
if(nSendByte==0)
nSendByte=1;
//点亮数据是否左移8次？是，重新送点亮数据
SBUF=nSendByte; }
// 向74LS164串行发送点亮数据
TI=0;
RI=0;
}
10.2.1 方式0
1．方式0输出
程序说明：
01 程序中定义了全局变量nSendByte，以便在中断服务程
第10章
串行口的工作原理及应用
单片机原理及接口技术（C51编程）（第2版）