• 6.4.4 单片机与PC机的串行通信
计算机中的串行通讯端口（Serial Communication Port）是计 算机上的标准配备。 • 为了简化起见，PC机部分可利用软件——串行调试助手V2.2（ 读者通过网上下载获得），串行调试助手V2.2的操作界面如图618所示。 •
图6-18 串行调试助手的操作界面
1．方式2和方式3的工作原理 11位的UART格式，一帧数据由11位组成，1位起始位，8位 数据，1位可编程控制的第9位数据和1位停止位。方式2和方式3 除波特率设定外，其他相同，适用于多机通信，其简化的功能结 构如图6-11所示。 • 2．方式2和方式3的应用举例 • •
图6-10 方式1的功能结构简化图
• 6.4.2 单片机双机通信
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在全双工方式下，两机可以同时进行数据的发送和接收。
MCS-51系列单片机串行口方式2和方式3可用于多机通信。 多机通信常采用一台主机和多台从机组成主从式多机系统，主机 与各从机之间能实现全双工通信，而各从机之间不能直接通信， 只能经过主机才能实现。
• 6.4.3 单片机多机通信技术
图6-3 异步通信的数据格式
2．同步通信 同步通信时，接收端和发送端必须先建立同步输。 • 同步通信方式以多个字符组成的数据块为传输单位连续地传 送数据，在数据块开始时用同步字符来指示，其数据格式如图6-4 所示。同步通信对硬件要求较高，适合于需要传送大量数据的场 合。 • •
图6-7 方式0的功能结构简化图
• 6.3.2 方式1
• 10位的UART格式，一帧数据由10位组成，1位起始位，8位 数据，1位停止位。波特率可变，根据定时器1的溢出率计算（详 见第五部分）。全双工通信模式，TXD为信息发送端，RXD为信息 接收端。方式1简化的功能结构如图6-10所示。
• 6.3.3 方式2和方式3
• 6.2 MCS-51串行接口结构和工作原理
• 6.2.1 串行口的结构
• MCS-51单片机串行接口是一个可编程的全双工串行通信接 口，通过引脚RXD（P3.0）和引脚TXD（P3.1）与外界通信。串行 接口的结构如图6-6所示。
图6-6 串行口结构
• 6.2.2 串行口的工作原理 • 6.2.3 串行口的控制寄存器
单片机原理及应用技术
第6章 串行接口技术及应用
• 【引 子】
• 在第二章中介绍MCS-51系列单片机的I/O端口的使用时，我 们已经知道在单片机内有一个可编程、全双工的串行口，它是单 片机与外界进行信息交换的工具。项目六将学习串行通信的相关 知识、串行口的结构、原理以及应用。
• 【本章内容提要】
• • • • 了解串行通信基本知识 熟悉MCS-51的串行口结构和工作原理 掌握串行口的工作方式 掌握单片机通信技术
图6-4 同步通信的数据格式
• 6.1.2 串行通信的制式
• 串行通信按数据传送的方向可分为单工、半双工和全双工三 种制式。
• 6.1.3 串行通信的波特率
在串行通信中，每位数据的传送时间（即位宽）是固定的， 一般用Td表示。Td的倒数称为波特率，表示每秒传送的二进制代 码的位数，它是衡量传输通道频宽的指标。 • 1波特=1位/秒（1bit/s） • 假设数据传输的速率为100字符/秒，而每个字符包括10个 代码位（1个起始位、1个终止位、8个数据位），此时波特率为 100×10=1000波特。 •
• • • • • 1．串行口控制寄存器SCON 2．电源控制寄存器PCON 1．方式0 2．方式2 3．方式1或方式3
• 6.2.4 串行口的波特率设定
• 6.3 串行口工作方式
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下面将详细讲述在SM0、SM1控制下的4种工作方式。
• 6.3.1 方式0
1．方式0的工作原理 外接移位寄存器的工作方式，8位数据为一帧，没有起始位 和停止位，先发送或接收最低位，波特率固定不变，为振荡率的 fosc/12。该方式主要用来外接移位寄存器来扩展I/O口，或外接 同步输入输出设备。方式０的功能结构简化如图6-7所示。 • 2．方式0的应用案例
图6-11 方式2或方式3的功能结构简化图
• 6.4 单片机通信技术
• 6.4.1 RS-232C串行通讯协议和MAX232芯片
（一）RS-232C串行通讯协议 RS-232C美国电子工业协会（EIA）制定，是目前使用最多的 一种异步串行通信总线标准。其中“RS”是Recommended Standard（推荐标准）的缩写，“232”是该标准的标识，“C” 表示此标准已修改了三次。 • （二）MAX232芯片 • MAX232是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标 准的芯片。 • •
• 6.1 串行通信概述
• 什么是通信？简单地说，不同的系统经由线路相互交换数据，就 是通信。数据通信可以分为并行通信和串行通信两种方式，如图 6-1和图6-2所示。
图6-1 并行通信示意图
图6-2 串行通信示意图
• 6.1.1 串行通信方式
根据同步方式的不同，串行通信方式可分为同步通信和异步 通信。 • 1．异步通信 • 异步通信方式不要求接收端时钟和发送端时钟同步。发送端 发送完一个字符帧后，可经过任意长的时间间隔再发送下一个。 异步通信的数据格式如图6-3所示，一个字符帧由起始位、数据位 、奇偶校验位和停止位组成。 •