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计算机串行通信基础
随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及,计算机的通信功能愈来愈显得重要。计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。 通信有并行通信和串行通信两种方式。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。 串行通信的基本概念 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,即字符之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系,但同一字符内的各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍。 异步通信的特点:不要求收发双方时钟的严格一致,实现容易,设备开销较小,但每个字符要附加2~3位用于起止位,各帧之间还有间隔,因此传输效率不高。 同步通信 同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制,使双方达到完全同步。此时,传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的整数倍,同时传送的字符间不留间隙,即保持位同步关系,也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可以通过两种方法实现。 串行通信的传输方向 单工是指数据传输仅能沿一个方向,不能实现反向传输。 半双工是指数据传输可以沿两个方向,但需要分时进行。 全双工是指数据可以同时进行双向传输。 传输速率 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 = 2400 bps 传输距离与传输速率的关系 串行接口或终端直接传送串行信息位流的最大距离与传输速率及传输线的电气特性有关。当传输线使用每0.3m(约1英尺)有50PF电容的非平衡屏蔽双绞线时,传输距离随传输速率的增加而减小。当比特率超过1000 bps 时,最大传输距离迅速下降,如9600 bps 时最大距离下降到只有76m(约250英尺)。 80C51的串行口 80C51串行口的结构 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 ;接收器是双缓冲结构 ;发送缓冲器,因为发送时CPU是主动的,不会产生重叠错误。 80C51串行口的控制寄存器
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。由于输入的移位时钟 的来源不同,所以,各种方式的波特率计算公式也不相同。 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)·(T1溢出率) 方式3的波特率 =(2SMOD/32)·(T1溢出率) 当T1作为波特率发生器时,最典型的用法是使T1工作在自动再装入的8位定时器方式(即方式2,且TCON的TR1=1,以启动定时器)。这时溢出率取决于TH1中的计数值。 T1 溢出率 = fosc /{12×[256 -(TH1)]} 在单片机的应用中,常用的晶振频率为:12MHz和11.0592MHz。所以,选用的波特率也相对固定。 串口如何使用 串行口工作之前,应对其进行初始化,主要是设置产 生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制。具体 步骤如下:
实例 题目 12M晶振,波特率4800,实现单片机与PC机通信,实现;两个功能。
#include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器 #include"delay.h"//一个简单的延时函数,就不再编写 typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义 typedef unsigned char u8; ***it LED = P2^3;//根据自己单片机上的LED灯选择引脚 ***it key = P3^2;//根据自己单片机上的按键选择引脚 u8 dat;//后面接收的数据存放的位置 u16 i,j;//为后面循环做准备 u8 a[5]={'1','2','3','4','5'};//定义了向PC机发送的数组 /*初始化函数*/ void UsartInit() { SCON=0X50; //设置为工作方式1 TMOD=0X20; //设置计数器工作方式2 PCON=0X80; //波特率加倍 TH1=0XF3; //计数器初始值设置,注意波特率是4800的 TL1=0XF3; ES=1; //打开接收中断 EA=1; //打开总中断 TR1=1; //打开计数器 } /* 单片机发送给PC机*/ void send() { if(key==0) { delay(80); if(key==0) { for(j=0;j<5;j++) { for(i=0;i<5;i++) { SBUF=a; while(!TI);//等待发送完 TI=0;//清除发送结束标志 } SBUF= 't' ; while(!TI);//等待发送完 TI=0;//清除发送结束标志 } } } } /*主函数*/ void main() { UsartInit(); // 串口初始化 LED =1; key=1; while(1) { send(); }; } /*串口中断函数*/ void Usart() interrupt 4 { RI = 0;//清除接收中断标志位 dat=SBUF;//出去接收到的数据 if(dat=='0') LED =0; if(dat=='1') LED = 1; } 结尾 如果想良好的使用串口通信,就必须对中断计时器有很好的认识,原理一定要了解清楚。在我的项目实战专栏里会陆续更新更深层次的项目,对单片机的学习有很大的好处。 |
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