?并行與串行基本通信方式

1.并行通信方式

　　通常是將數據字節的各位用多條數據線同時進行傳送。

　　并行通信控制簡單、傳輸速度快；由于傳輸線較多，長距離傳送時成本高且接收方的各位同時接收存在困難。 ?

2.串行通信方式

　　是將數據字節分成一位一位的形式在一條傳輸線上逐個地傳送。

　　串行通信傳輸線少，長距離傳送時成本低，且可以利用電話網等現成的設備，但數據的傳送控制比并行通信復雜。

3.異步串行通信方式

　　異步通信是指通信的發送與接收設備使用各自的時鐘控制數據的發送和接收過程。為使雙方的收發協調，要求發送和接收設備的時鐘盡可能一致。

　　異步通信是以字符（構成的幀）為單位進行傳輸，字符與字符之間的間隙（時間間隔）是任意的，但每個字符中的各位是以固定的時間傳送的，即字符之間不一定有“位間隔”的整數倍的關系，但同一字符內的各位之間的距離均為“位間隔”的整數倍。

異步通信的數據格式：

　　異步通信不要求收發雙方時鐘的嚴格一致，實現容易，設備開銷較小，但每個字符要附加2～3位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。

4.同步串行通信方式

　　同步通信時要建立發送方時鐘對接收方時鐘的直接控制，使雙方達到完全同步。此時，傳輸數據的位之間的距離均為“位間隔”的整數倍，同時傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關系，也保持字符同步關系。發送方對接收方的同步可以通過兩種方法實現。??

　　同步通信是以特定的位組合“01111110”作為幀的開始和結束標志，所傳輸的一幀數據可以是任意位。所以傳輸的效率較高，但實現的硬件設備比異步通信復雜。

面向字符的同步格式：

面向位的同步格式：

5.串行通信的制式

單工：數據傳輸僅能沿一個方向，不能實現反向傳輸。

半雙工：指數據傳輸可以沿兩個方向，但需要分時進行。

全雙工：指數據可以同時進行雙向傳輸。

6.串行通信的錯誤校驗

奇偶校驗：在發送數據時，數據位尾隨的1位為奇偶校驗位（1或0）。奇校驗時，數據中“1”的個數與校驗位“1”的個數之和應為奇數；偶校驗時，數據中“1”的個數與校驗位“1”的個數之和應為偶數。接收字符時，對“1”的個數進行校驗，若發現不一致，則說明傳輸數據過程中出現了差錯。

代碼和校驗：發送方將所發數據塊求和（或各字節異或），產生一個字節的校驗字符（校驗和）附加到數據塊末尾。接收方接收數據同時對數據塊（除校驗字節外）求和（或各字節異或），將所得的結果與發送方的“校驗和”進行比較，相符則無差錯，否則即認為傳送過程中出現了差錯。

循環冗余校驗：通過某種數學運算實現有效信息與校驗位之間的循環校驗，常用于對磁盤信息的傳輸、存儲區的完整性校驗等。這種校驗方法糾錯能力強，廣泛應用于同步通信中。

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7.串行通信接口

RS-232

RS-232C接口規定使用25針連接器，連接器的尺寸及每個插針的排列位置都有明確的定義。（陽頭）

MAX232：把TTL電平從0V和5V轉換到3V~15V或-3V~-15V之間。

　　分立元件實現RS-232電平與TTL電平轉換電路。

TXD 為低 Q3導通 PCRXD拉高(如PC用中斷接受的話會產生中斷)；TXD發送高電平，Q3截止，PCRXD內部高阻，而PCTXD平時是-3~-15V，拉低PCRXD。

PC發送信號:當PCTXD為低電平，Q4截止，RXD拉高為高電平；當PCTXD變高時，Q4導通，RXD被Q4拉倒低電平。雙向轉換。

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MAX232芯片實現RS232電平與TTL電平轉換

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CH340 USB-COM轉換芯片

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8.波特率與定時器初值的關系

比特率是每秒鐘傳輸二進制代碼的位數，單位是：位／秒（bps）。如每秒鐘傳送240個字符，而每個字符格式包含10位(1個起始位、1個停止位、8個數據位)，這時的比特率為：10位×240個/秒 = 2400 bps

方式0的波特率 =? fosc/12

方式2的波特率 =（2^SMOD/64）· fosc

方式1的波特率 =（2^SMOD/32）·（T1溢出率）

方式3的波特率 =（2^SMOD/32）·（T1溢出率）

　　fosc為晶振頻率。SMOD是PCON寄存器最高位。T1溢出率是定時器T1溢出的頻率。

　　T1溢出率=fosc / {12 * [ 256- (TH1) ] }

方式1，在給定時器計滿溢出時，自動進入中斷服務程序，然后我們需手動再次給定時器裝初值。

方式2，當定時器計滿溢出后，單片機會自動為其裝初值，并且無須進入中斷服務程序進行任何處理。定時器溢出速率就會絕對穩定。

Eg：已知串行口通信在串口方式1下，波特率為9600bps，系統晶振頻率為11.0592MHZ，求TL1和TH1中裝入的數值？

　　取SMOD=0

　　9600 = (1/32)*11059200/ {12 *[256 - (X)] }

　　X=253,轉換成16進制0xFD

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9.串行口結構

有兩個物理上獨立的接收、發送緩沖器SBUF，它們占用同一地址99H ；接收器是雙緩沖結構 ；發送緩沖器，因為發送時CPU是主動的，不會產生重疊錯誤。

10.寄存器

電源管理寄存器PCON(不能位尋址)

位序號	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符號	SMOD	(SMOD0)	(LVDF)	(P0F)	GF1	GF0	PD	IDL

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SMOD-該位與串口通信波特率有關

　　SMOD=0：串口方式123時，波特率正常

　　SMOD=1：串口方式123時，波特率加倍。

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串行口控制寄存器SCON(可位尋址)

位序號	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符號	SM0	SM1	SM2	REN	TB8	RB8	TI	RI

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串行口工作方式

SM0	SM1	方式	功能說明
0	0	0	同步移位寄存器方式(通常用于擴展I/O口)
0	1	1	10位異步收發(8位數據)，波特率可變
1	0	2	11位異步收發(9位數據)，波特率固定
1	1	3	11位異步收發(9位數據)，波特率可變

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SM2-多機通信控制位

　　主要用于方式2和方式3。當接收機的SM2=1時可以利用收到的RB8來控制是否激活RI（RB8＝0時不激活RI，收到的信息丟棄；RB8＝1時收到的數據進入SBUF，并激活RI，進而在中斷服務中將數據從SBUF讀走）。當SM2=0時，不論收到的RB8為0和1，均可以使收到的數據進入SBUF，并激活RI（即此時RB8不具有控制RI激活的功能）。通過控制SM2，可以實現多機通信。

在方式0時，SM2必須是0。在方式1時，若SM2=1，則只有接收到有效停止位時，RI才置1。

REN-允許串行接收位

　　由軟件置REN=1，則啟動串行口接收數據；若軟件置REN=0，則禁止接收。

TB8-在方式2或方式3中，是發送數據的第九位

　　可以用軟件規定其作用。可以用作數據的奇偶校驗位，或在多機通信中，作為地址幀/數據幀的標志位。

　　在方式0和方式1中，該位未用。

RB8-在方式2或方式3中，是接收到數據的第九位

　　作為奇偶校驗位或地址幀/數據幀的標志位。在方式1時，若SM2=0，則RB8是接收到的停止位。

TI-發送中斷標志位

　　在方式0時，當串行發送第8位數據結束時，或在其它方式，串行發送停止位的開始時，由內部硬件使TI置1，向CPU發中斷申請。在中斷服務程序中，必須用軟件將其清0，取消此中斷申請。

RI-接收中斷標志位

　　在方式0時，當串行接收第8位數據結束時，或在其它方式，串行接收停止位的中間時，由內部硬件使RI置1，向CPU發中斷申請。也必須在中斷服務程序中，用軟件將其清0，取消此中斷申請

定時器/計數器工作方式寄存器TMOD在之前已經有過5.

11.步驟

串行口工作之前，應對其進行初始化，主要是設置產生波特率的定時器1、串行口控制和中斷控制。具體步驟如下：

①確定T1的工作方式（編程TMOD寄存器） ②計算T1的初值，裝載TH1、TL1 ③啟動T1（編程TCON中的TR1位） ④確定串行口控制（編程SCON寄存器）

　　⑤串行口在中斷方式工作時，要進行中斷設置（編程IE、IP寄存器）

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1 //串口方式1 I get X 2 #include <reg52.h> 3 unsigned char flag, a, i; 4 unsigned char code table[]="I get "; 5 6 void init() 7 { 8 TMOD = 0x20;//確定T1工作方式 自動重載8位定時器，收TR1控制 9 TH1 = 0xFD;//裝初值 10 TL1 = 0xFD; 11 TR1 = 1;//開啟定時器 12 REN = 1;//允許串行口接受 13 SM0 = 0;//方式1 14 SM1 = 1; 15 EA = 1;//中斷總開關開 16 ES = 1;//串行口中斷打開 17 } 18 19 void main() 20 { 21 init(); 22 while(1) 23 { 24 if(flag == 1) { //有接收 25 ES = 0; //串行口中斷關閉 26 for(i = 0; i < 6; i++) { 27 SBUF = table[i]; //SBUF發送寄存器I get 28 while(!TI); //發送 29 TI = 0; //發送中斷標志位清0 30 } 31 SBUF = a; //把接收到的緩存在a中的給SBUF發送 32 while(!TI); //發送 33 TI = 0; //軟件清0 34 ES = 1; //打開串行口中斷 35 flag = 0; //標志清0 36 } 37 } 38 } 39 40 void ser() interrupt 4 41 { //RI=1接收到串行口中斷 42 RI = 0; //軟件清0 43 a = SBUF; //讀取SBUF中數據存于a 44 flag = 1; //標志置1 代表有接收 45 }

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1 //方式2 2 #include <reg52.h> 3 4 void InitUART(void) 5 { 6 TMOD = 0x20; 7 SCON = 0x50; 8 TH1 = 0xFD; 9 TL1 = TH1; 10 PCON = 0x00; 11 EA = 1; 12 ES = 1; 13 TR1 = 1; 14 } 15 16 void SendOneByte(unsigned char c) 17 { 18 SBUF = c; 19 while(!TI); 20 TI = 0; 21 } 22 23 void main(void) 24 { 25 InitUART(); 26 } 27 28 void UARTInterrupt(void) interrupt 4 29 { 30 if(RI) 31 { 32 RI = 0; 33 //add your code here! 34 } 35 else 36 TI = 0; 37 }

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轉載于:https://www.cnblogs.com/kuotian/p/5428915.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的十天学会单片机Day4串行口通信的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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