②信号线的连接和应用 ► 使用MODEM连接 适用于远距离通信（15米以上） 通过专用的电话线通信
采用Modem(DCE)和电话网通信时的信号连接
采用专用线通讯时的信号连接
► 直接连接
不使用MODEM，近距离传送 简单只需3条线（TXD,RXD,SG） 也可采用反馈与交叉结合的连接法
当通信速率低于20Kb/s时，RS-232C所能直接连接的最 大物理距离为15m；使用特制的低电容电缆可以达到 150m。
1.RS-232C标准的信号线
①RS-232C信号线的定义 ► 传送信息信号 发送数据TXD:由发送端向接收端发送数据 接收数据RXD:用来接收发送端输出的数据 ► 联络信号 请求传送信号RTS:表示DTE请求DCE发送数据 清除发送CTS：表示DCE准备好接收DTE发来数据
数传机就绪DSR： DCE向DTE发送的联络信号， 为1时，DCE处于就绪状态。 数据终端就绪DTR：DTE向DCE发送的联络信号， 为1时，DTE处于就绪状态。 数据载波检出信号DCD:表示DCE已接通通信链路。 振铃指示信号RI：这是DCE向DTE发的状态信号， 为1时，表示已被呼叫。
►
由MAX232构成的电平转换电路
二、RS-422接口标准 ► RS-422标准是一种平衡方式传输（双端接收 和双端发送） ► 当AA的电平高于BB线的电平200MV表示逻辑 1 ► 当AA的电平低于BB线的电平200MV表示逻辑 0 ► RS－422最大传输速率 10MB/S(15M),90KB(1200M)
数据 字符2
… …
数据 字符n
CRC1
CRC2
（b）双同步字符帧结构
在同步通信中，同步字符可采用统一的标准格式， 也可以由用户在传送之前相互约定好。在单同步通 信字符帧结构中，如图（a）所示，同步字符通常采 用ACSII码中规定的SYN(同步)（即16H）代码；在双 同步通信字符帧结构中，同步字符一般采用国际通 用标准代码EB90H。 优点：同步通信的数据传输速率较高，通常可达到 56Mbps或更高。 缺点：要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。
2)PCON（87H） D7 D6 D5 SMOD / /
D4 /
D3 GF1
D2 GF0
D1 PD
D0 ID
D7位（SMOD）为波特率选择位。其他均无意义。 复位时的SMOD值为0。 可用MOV PCON，#80H或MOV 87H，#80H指令使该 位置1。 当SMOD=1时，在串行口方式1，2或3情况下，波特 率提高一倍。
无Modem的标准连接
无Modem 的最简连接
2.RS232电气特性 ①在TXD和RXD数据上 逻辑1 -3~-15V 逻辑0 +3~+15V ②在RTS,CTS,DSR,DTR,CD等控制线 信号有效（接通） +3~+15V 信号无效（断开） -3~-15V ③RS232和TTL电平转换 电平转换器 MC1488,1489 MAX232
发送 单向通道 接收
发送 接收
双向通道
接收 发送
发送 接收
双向通道
接收 发送
三、异步通信和同步通信 1、异步通信
在异步通信中，数据通常以字符或字节为单位组成字符 帧传送。字符帧由发送端一帧一帧地发送。发送端和接收端 可以由各自的时钟来控制数据数据的发送和接收，这两个时 钟源彼此独立，互不同步。
字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停 止位四个部分组成。
1.串行口结构
移位时钟
TI
TXD(P3.1) 1/16 1/12 写SBUF TH1 TL1 SMOD=1 内部总线 BUS 读SBUF 接收SBUF（99H） 1/16 1/2 SMOD=0 PXD(P3.0) 起始位 检测 移入移位寄存器 装载SBUF 发送SBUF（99H）
fosc
T1溢出率
第n-1字符帧 停 止 位 1 起 始 位 0 第n字符帧 8位数据 停 止 奇偶 位 校验 空闲位 起 始 位 第n+1字符帧
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
0/1
1
1
1
1
0
D0
数据帧格式
起始位：1位，低电平 数据位：可取5、6、7、8位，低位在前 奇偶校验位：1位，奇/偶校验 数据通信 协议 停止位：1、1.5、2位，高电平 优点：不用传送同步脉冲、字符帧长度不受限 制，所需设备简单。 缺点：字符帧中包含起始位和停止位，降低了 有效数据的传输速率。
四、串行通信过程 1.串<-->并转化
发送：并->串转化
接受：串->并转化
通过移位寄存器
2.设备同步
数据双方必须采用统一的编码 通信双方必须使用相同的传送速率
五、 串行通信接口种类
根据串行通信格式及约定（如同步方式、通信速率、 数据块格式等）不同，形成了许多串行通信接口标 准，如常见的： UART（串行异步通信接口）、
►
► 抗共模能力强 ► 1个发送器、多个接收器（10个以内） ► 一对多的通信模式
► 信号不需要调制与解调
► 用于RS422接口的驱动芯片有MC3487/3486
SN75174/75175
MC3487的引脚和功能
MC3486的引脚和功能
三、RS-485接口标准 ► 使用平衡方式的串口接口标准,和RS422兼容 ► RS422标准在电路中只允许一个发送 器,RS485允许有多个发送器 ► 所以在RS485平衡传输线两端可接发送器,接 受器,组合收发器
2.串行口控制寄存器 控制串行口的寄存器有两个特殊功能寄存器： 串行口控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON。 1)串行口控制寄存器SCON（98H） 特殊功能寄存器 SCON 用于定义串行口的操作 方式和控制它的某些功能。
D7 SM0 D6 SM1 D5 SM2 D4 REN D3 TB8 D2 RB8 D1 TI D0 RI
SM0、SM1：串口操作方式选择位，4种工作方式。 SM2：方式2和方式3的多机通信使能位。 方式 2 或 3 中，若 SM2 ＝ 1 ，且接收到的第 9 位数据 （RB8）＝0，则接收中断标志RI不会被激活。 方式 1 中，若 SM2 ＝ 1 ，则只有收到有效的停止位时 才激活RI。 方式0中，SM2必＝0。 REN：串行接收允许位。 TB8 ：方式 2 和 3 中要发送的第 9 位数据，可软件置复位。
2.同步通信 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式， 一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧和异步 通信中的字符帧不同，通常包含有若干个数据字 符。
同步字符 数据 字符1 数据 字符2 数据 字符3 … … 数据 字符n CRC1 CRC2
（a）单同步字符帧结构
同步 字符1
同步 字符2
数据 字符1
发送电路
（2）方式0输入（接收） RXD 端为数据输入端， TXD 端为同步脉冲信号输 出端。接收器以振荡频率的1/12的波特率接收RXD端 输入的数据信息。 当 串 口 为 方 式 0 ， 且 REN （ SCON.4 ） =1 ， RI （SCON.0）=0时，启动一次接收。 并使移位时钟由 TXD输出，从RXD端输入数据。
串行通信：数据逐位按一定顺序传送
计 算 机
状态 控制
外 设 或 计 算 机
计 RXD 算 机
TXD
RXD 外 TXD 设
或 计 算 机
特点：速度快，效率高，成本 高，适用于近距离
特点：成本低，速度慢，适用于远距离
二、串行通信的传输方式
单工：数据线仅能在一个 方向上传送 半双工：数据虽可在两个 设备上向任何一个方向传 送，但不能同时进行 全双工：数据可在两个设备 上向任何一个方向传送，且 可同时进行
3.波特率 每一秒钟传送二进制数码的位数，也称比特率， 其单位是bps，即位/秒。 用于表征数据传输的速度。波特率越高，表明 数据传输速度越快。 如一个串行字符由1个起始位，7个数据位，1个校 验位，1个停止位组成，假如每秒传送120个字符， 则其波特率为120*10=1200bps 常用的波特率为110，300，600，1200，2400， 4800，9600，19200
RI：接收中断标志。 方式0中，接收到第8位数据后由硬件置位； 其他方式中，接收到停止位的中间时刻由硬件置位。 RI＝1时，申请中断，要求CPU取走数据。但在方式 1 中，当 SM2 ＝ 1 时，若未收到有效的停止位，则不 会令RI＝1。 任何方式中，该位必须由软件清0。 系统复位时，SCON所有位清0。
3.MCS-51单片机串行通信的工作方式 串行口方式选择
SM0 SM1 方式 功 能 说 明 波 特 率
0 0 0 1 1 0 1 1
0 1 2 3
移位寄存器方式 fosc/12 8位UART 9位UART 9位UART 可变 fosc/64或 fosc/32 可变
1）方式0 移位寄存器输入输出方式，可外接移位寄存 器，以扩展I/O口，也可外接同步输入输出设备。 不适用于两个 51 单片机之间的直接数据通信 。 74HC164 可扩展并行输出口， 74HC165 可扩展并行 输入口。收 / 发的数据为 8 位，低位在前，无起始 位、奇偶校验位和停止位。
第七章 89C51串行口及串行通信技术
§7-1 串行通信基本知识 §7-2 串口通信接口标准 §7-3 串行口及应用
§7-1 串行通信基本知识
一、数据通信 计算机与外部的信息交换
并行通信：数据各位同时传送
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
RB8：方式2和3中已接收到的第9位数据。方式1中，若 SM2＝0，RB8是接收到的停止位。方式0，无效。 TI：发送中断标志。 方式0中，发送完第8位数据后由硬件置位； 其他方式中，发送停止位的开始由硬件置位。 TI＝1时，申请中断，CPU响应后，发下一帧数据。 任何方式中，该位必须由软件清0。