第9章串行通信及其接口第9章串行通信及其接口计算机通信是将计算机技术和通信技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。可以分为两大类：并行通信与串行通信。并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。9.1.1串行通信的基本概念一、异步通信与同步通信1、异步通信异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间是异步的,但同一字符内的各位是同步的。异步通信的数据格式：起始位——每个字符开始传送的标志，起始位采用逻辑0电平；数据位——数据位紧跟着起始位传送。由5～8个二进制位组成，低位先传送；空闲位——传送字符之间的逻辑1电平，表示没有进行传送；停止位——表示该字符传送结束，停止位采用逻辑1电平；校验位——用于校验是否传送正确；可选择奇检验、偶校验或不传送校验位。数据格式：每个数据块前加1~2个同步字符进行帧同步面向位的同步格式：“0”插入和删除技术二、串行通信的传输方向1、单向单向是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。2、半双向半双向是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。3、全双向全双向是指数据可以同时进行双向传输。比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：位／秒（bps）。如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的比特率为：10位×240个/秒=2400bps波特率表示每秒钟调制信号变化的次数，单位是：波特（Baud）。利用调制器（Modulator）把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器（Demodulator）把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器MODEM。UART的功能：第9章串行通信及其接口串行口寄存器结构图SCON（串行控制寄存器），用以设定串行口的工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：●TB8，在方式2或方式3（9位UART）中，是发送数据的第九位（格式信息），可以用软件置位或清0。可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧（1）/数据帧（0）的标志位。●RB8，在方式2或方式3中，是接收到数据的第九位，作为奇偶校验位或地址帧/数据帧的标志位。●REN，允许串行口接收位。由软件置REN=1，则启动串行口接收数据；若软件置REN=0，则禁止接收。●SM2，多机通信控制位，主要用于方式2和方式3，SM2=1允许多机通信。当串行口在方式2或3下进行数据接收时，如果SM2=1，REN=1，则从机处于只有接收到RB8=1（地址帧）时，激发中断请求标志位RI，要求CPU将接收到的数据取走。被确认的从机，复位SM2=0，接收RB8=0的数据帧。●TI，发送中断标志位。在方式0时，当串行发送第8位数据结束时，或在其它方式，串行发送停止位的开始时，由内部硬件使TI置1，向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。●RI，接收中断标志位。在方式0时，当串行接收第8位数据结束时，或在其它方式，串行接收停止位的中间时，由内部硬件使RI置1，向CPU发中断申请。也必须在中断服务程序中，用软件将其清0，取消此中断申请。PCON（电源控制寄存器）中只有一位SMOD与串行口工作有关。（1）EA：中断允许总控制位（总开关）0：CPU屏蔽所有的中断请求(CPU关中断)；1：CPU开放所有中断(CPU开中断)，但五个中断源的中断请求是否允许，还要由IE中的5个中断请求允许控制位决定。（2）ES：串行口中断允许位0：禁止串行口中断；1：允许串行口中断。4种工作方式方式0时，移位操作的波特率固定，为单片机晶振频率的1/12.假设晶振fosc=6MHz，则波特率为500K/秒，即2μs移位一次；假设晶振fosc=12MHz，则波特率为1M/秒，即1μs移位一次.举例：使用CD4094并行输出端接8只发光二极管，将二极管从左至右依次点亮，并反复循环。程序清单：四、波特率的计算在串行通信中，通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率来决定。串行口的四种工作方式对应三种波特率。方式0的波特率=fosc/12方式2的波特率=（2SMOD/64）·fosc方式1的波特率=（2SMOD/32）