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串行通信及接口电路1. 串行通信的概念串行通信是一种数据传输的方式，它将数据逐位地按照一定顺序传输，相比于并行通信的方式，串行通信只需使用一个通信线路传输数据。
在串行通信中，每个数据位被顺序发送，并且在接收端被顺序接收和重组。
串行通信的优点是可以节省通信线路的数量，但其传输速度相对较慢。
2. 串行通信的应用串行通信广泛应用于各种领域，包括计算机通信、网络通信、工业控制等。
它可以用于长距离通信，如在局域网或广域网中传输数据。
此外，串行通信还常用于外设与主机之间的通信，如串行口和串行外设之间的通信。
3. 串行通信的协议串行通信的实现需要一定的协议来确保数据的可靠传输。
常见的串行通信协议包括UART（通用异步收发器），SPI（串行外设接口）和I2C（双线串行通信接口）。
这些协议都定义了数据的传输规则、时序要求以及错误处理机制，以确保数据的准确性和完整性。
3.1 UARTUART是一种使用异步传输方式的串行通信协议。
它通过发送方和接收方之间的单个通信线路进行数据传输。
UART协议定义了数据的起始位、数据位、停止位和校验位等信息。
发送端根据这些信息将数据发送给接收端，并且接收端根据这些信息识别数据的边界和校验数据的正确性。
3.2 SPISPI是一种同步传输方式的串行通信协议，它使用一对数据线（Master Out, Slave In - MOSI 和 Master In, Slave Out - MISO）以及时钟线（SCLK）进行通信。
SPI协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。
SPI协议定义了数据的传输时序，通过时钟的上升沿和下降沿进行数据采样和传输。
3.3 I2CI2C是一种双线串行通信接口，它使用两条线路（串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL））进行通信。
I2C协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。
89C51/80C51串行接口及串行通信技术熟悉数据通信中的并行/串行、同步/异步、单工/双工以及波特率等概念。
掌握为什么双机通信时要有协议以及通信协议的主要内容。
熟悉89C51串行接口的基本结构，熟练掌握串行接口控制寄存器SCON各个位的含意及其控制功能。
熟练掌握的C51串行接口的4种工作方式及其实际应用，熟悉不同工作方式下的波特率公式。
熟悉RS—232C、RS—422A／RS—485标准接n总线反串行通信硬件的设计熟悉串行接口中断的概念及89c51——89L5l间接收发送程序的设计思想：熟悉多机通信的基本原理及硬件系统。
了解89C5l与PC机间通信的硬件系统及软件设计。
89C51/80C51串行接口的结构及工作原理89C5l通过引脚RXD〔P3.0，串行数据接收端)和引脚TXD(P3．1，串行数据发送端)与外界进行通信。
其内部结构简化示意图如图9—2所示。
有两个物理上独立的接收／发送缓冲器SBUF，它们占用同一地址99H，可同时发送／接收数据。
发送缓冲器只能写入，不能读出；接收缓冲器只能读出，不能写入。
串行发送与接收的速率与移位时钟同步。
89C51用定时器T1作为串行通信的波特率发器，T1溢出率经2分频(或不分频)后又经16分频作为串行发送或接收的移位脉冲。
移位脉冲的速率即是波特率。
接收器是双缓冲结构，在前一个字节被从接收缓冲器SBUF读出之前，第二个字节即开始被接收(串行输入至移位寄存器)，但是，在第二个字节接收完毕而前一个字节CPU未读取时，会丢失前一个字节。
串行接口的发送／接收都是以特殊功能寄存器5BuF的名义进行读或写的。
当向SHUF发“写”命令时(执行“MOV SBUF，A”指令)，即是向发送缓冲器SBUF装载并开始由TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。
在满足串行口接收中断标志位RI(SCON.0)＝0的条件下，置允许接收位REN(SCON.4)＝1就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SHUF中，同时使RI＝1。
串行口工作原理
串行口是一种用于数据传输的接口，它可以让计算机与其他外部设备进行通信。
串行口通过一条传输线将数据位按照顺序进行传输，而不是同时传输所有数据位。
这与并行口的工作原理相反，后者可以同时传输多个数据位。
串行口工作的基本原理是将要传输的数据位串接在一起，形成一个数据流。
这个数据流通过传输线逐位地传送到目标设备。
在发送数据时，计算机将数据位按照顺序发送到串行口的发送缓冲区，并将它们从中发送出去。
在接收数据时，目标设备将串行口接收到的数据位存储在接收缓冲区中，然后按照顺序读取这些数据位。
串行口的数据传输速度通常比较低，因为数据位需要逐个进行传输。
为了提高传输速度，通常会使用调制解调器或其他专用设备来扩展串行口的功能。
这些设备可以对数据进行压缩和解压缩，从而有效地提高数据传输的速度。
串行口具有一些优点。
首先，它只需要少量的传输线路，这样可以节省空间。
其次，串行口可以以较低的成本实现。
此外，串行口还可以与许多不同类型的外部设备进行连接，包括打印机、调制解调器、扫描仪等。
总的来说，串行口通过逐位传输数据位的方式来实现计算机与外部设备的通信。
尽管串行口的传输速度较低，但它在节省空间和成本方面具有一定的优势，并且可以与各种不同类型的外部设备进行连接和通信。
串行接口及串行通信技术难点•串行通信的四种工作方式要求掌握：•串行通信的操纵寄存器•串行通信的工作方式0与方式1熟悉：•串行通信的基础知识•串行通信的工作方式2与方式39.1 串行通信的基础知识串行数据通信要解决两个关键技术问题，一个是数据传送，另一个是数据转换。
所谓数据传送就是指数据以什么形式进行传送。
所谓数据转换就是指单片机在同意数据时，如何把接收到的串行数据转化为并行数据，单片机在发送数据时，如何把并行数据转换为串行数据进行发送。
9.1.1 数据传送单片机的串行通信使用的是异步串行通信，所谓异步就是指发送端与接收端使用的不是同一个时钟。
异步串行通信通常以字符（或者者字节）为单位构成字符帧传送。
字符帧由发送端一帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。
1. 字符帧的帧格式字符帧由四部分构成，分别是起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。
如图9.1所示：1）起始位：位于字符帧的开头，只占一位，始终位逻辑低电平，表示发送端开始发送一帧数据。
2）数据位：紧跟起始位后，可取5、6、7、8位，低位在前，高位在后。
3）奇偶校验位：占一位，用于对字符传送作正确性检查，因此奇偶校验位是可选择的，共有三种可能，即奇偶校验、偶校验与无校验，由用户根据需要选定。
4）停止位：末尾，为逻辑“1”高电平，可取1、1.5、2位，表示一帧字符传送完毕。
图9.1 字符帧格式异步串行通信的字符帧能够是连续的，也能够是断续的。
连续的异步串行通信，是在一个字符格式的停止位之后立即发送下一个字符的起始位，开始一个新的字符的传送，即帧与帧之间是连续的。
而断续的异步串行通信，则是在一帧结束之后不一定接着传送下一个字符，不传送时维持数据线的高电平状态，使数据线处于空闲。
其后，新的字符传送可在任何时候开始，并不要求整倍数的位时间。
2. 传送的速率串行通信的速率用波特率来表示，所谓波特率就是指一秒钟传送数据位的个数。
每秒钟传送一个数据位就是1波特。
