串行通信的基礎知識

    串行數據通信要解決兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，一個(gè)是數據傳送，另一個(gè)是數據轉換。所謂數據傳送就是指數據以什么形式進(jìn)行傳送。所謂數據轉換就是指單片機在接受數據時(shí)，如何把接收到的串行數據轉化為并行數據，單片機在發(fā)送數據時(shí)，如何把并行數據轉換為串行數據進(jìn)行發(fā)送。

1.1  數據傳送
單片機的串行通信使用的是異步串行通信，所謂異步就是指發(fā)送端和接收端使用的不是同一個(gè)時(shí)鐘。異步串行通信通常以字符（或者字節）為單位組成字符幀傳送。字符幀由發(fā)送端一幀一幀地傳送，接收端通過(guò)傳輸線(xiàn)一幀一幀地接收。 

1.  字符幀的幀格式 
字符幀由四部分組成，分別是起始位、數據位、奇偶校驗位、停止位。如圖1所示：

1）  起始位：位于字符幀的開(kāi)頭，只占一位，始終位邏輯低電平，表示發(fā)送端開(kāi)始發(fā)送一幀數據。

2）  數據位：緊跟起始位后，可取5、6、7、8位，低位在前，高位在后。

3）  奇偶校驗位：占一位，用于對字符傳送作正確性檢查，因此奇偶校驗位是可選擇的，共有三種可能，即奇偶校驗、偶校驗和無(wú)校驗，由用戶(hù)根據需要選定。

4）  停止位：末尾，為邏輯“1”高電平，可取1、1.5、2位，表示一幀字符傳送完畢。


圖1   字符幀格式 

    異步串行通信的字符幀可以是連續的，也可以是斷續的。連續的異步串行通信，是在一個(gè)字符格式的停止位之后立即發(fā)送下一個(gè)字符的起始位，開(kāi)始一個(gè)新的字符的傳送，即幀與幀之間是連續的。而斷續的異步串行通信，則是在一幀結束之后不一定接著(zhù)傳送下一個(gè)字符，不傳送時(shí)維持數據線(xiàn)的高電平狀態(tài)，使數據線(xiàn)處于空閑。其后，新的字符傳送可在任何時(shí)候開(kāi)始，并不要求整倍數的位時(shí)間。

    2.  傳送的速率 
    串行通信的速率用波特率來(lái)表示，所謂波特率就是指一秒鐘傳送數據位的個(gè)數。每秒鐘傳送一個(gè)數據位就是1波特。即：1波特＝1bps（位/秒）

    在串行通信中，數據位的發(fā)送和接收分別由發(fā)送時(shí)鐘脈沖和接收時(shí)鐘脈沖進(jìn)行定時(shí)控制。時(shí)鐘頻率高，則波特率高，通信速度就快；反之，時(shí)鐘頻率低，波特率就低，通信速度就慢。

1.2  數據轉換
    MCS-51單片機只能處理8位的并行數據，所以在進(jìn)行串行數據的發(fā)送時(shí)，要把并行數據轉換為串行數據。而在接收數據時(shí)，只有把接收的串行數據轉換成并行數據，單片機才能進(jìn)行處理。

    能實(shí)現這種轉換的設備，稱(chēng)為通用異步接收發(fā)送器（Universal  Asynchronous Receiver /Transmitter）。這種設備已集成到單片機內部，稱(chēng)為串行接口電路。串行接口電路為用戶(hù)提供了兩個(gè)串行口緩沖寄存器（SBUF），一個(gè)稱(chēng)為發(fā)送緩存器，它的用途是接收片內總線(xiàn)送來(lái)的數據，即發(fā)送緩沖器只能寫(xiě)不能讀。發(fā)送緩沖器中的數據通過(guò)TXD引腳向外傳送。另一個(gè)稱(chēng)為接收緩沖器，它的用途是向片內總線(xiàn)發(fā)送數據，即接收緩沖器只能讀不能寫(xiě)。接收緩沖器通過(guò)RXD引腳接收數據。因為這兩個(gè)緩沖器一個(gè)只能寫(xiě)，一個(gè)只能讀，所以共用一個(gè)地址99H。串行接口電路如圖2所示。

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