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第一章 8086 程序设计 第二章 MCS-51 程序设计 第三章 微机基本系统的设计 第四章 存贮器与接口 第五章 并行接口 第六章 计数器、定时器与接口

第一章 8086 程序设计 第二章 MCS-51 程序设计 第三章 微机基本系统的设计 第四章 存贮器与接口 第五章 并行接口 第六章 计数器、定时器与接口 第七章 显示器与键盘接口 第八章 串行通信及接口 第九章 数模转换器和模数转换器接口. 本章知识点. 串行通信的基本概念 * 串行通信的接口标准* 串行通信的实现* MCS-51 单片机的串行接口* * 用于系统内部的串行通信接口**. 串行通信的基本概念. 异步串行通信的格式 数据传输方式 串行通信的工作方式. 异步串行通信的格式. 通信格式

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第一章 8086 程序设计 第二章 MCS-51 程序设计 第三章 微机基本系统的设计 第四章 存贮器与接口 第五章 并行接口 第六章 计数器、定时器与接口

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Presentation Transcript

  1. 第一章 8086程序设计 第二章 MCS-51程序设计 第三章 微机基本系统的设计 第四章 存贮器与接口 第五章 并行接口 第六章 计数器、定时器与接口 第七章 显示器与键盘接口 第八章 串行通信及接口 第九章 数模转换器和模数转换器接口

  2. 本章知识点 • 串行通信的基本概念* • 串行通信的接口标准* • 串行通信的实现* • MCS-51单片机的串行接口* * • 用于系统内部的串行通信接口**

  3. 串行通信的基本概念 • 异步串行通信的格式 • 数据传输方式 • 串行通信的工作方式

  4. 异步串行通信的格式 通信格式 • 起始位：1位,表示一个字符开始 • 数据位：5～8位 • 校验位：1位（奇或偶校验） • 停止位：1位、1.5位或2位，表示其结束

  5. 异步串行通信的格式 波特率：数据传输速率，每秒传输的位数 • 如果传输波特率为 2400，则每一位的时间为 1／2400S，即 0.416 ms。 • 如果传输一个ASCll码，数据占7位，起始位、校验位、停止位各占1”位，则传送一个ASCll码占用10位。 • 用2400的波特率，每秒能传输240个ASCll码

  6. 数据传输方式 • 基频传输 不改变原来传送码的频率 近距离应用，线路简单，经济 • 调制传输 • 调制解调器把数字信号转为模拟信号传输 调制方法：调幅、调频、调相 • 数字调制用数字电路开关控制振幅、频率、相位变化 振幅键控（ASK） 频率键控（FSK） 相位键控（PSK）

  7. 串行通信的工作方式 • 单工 • 一个数据通道，预先规定方向传输数据 • A端发送、B端接收

  8. 串行通信的工作方式 • 半双工 • 一个数据通道，可按实际需要控制其传输方向 • 只允许一端发送，另一端接收或反向传送 • 由一端作为控制端，另一端则为被控制端

  9. 串行通信的工作方式 • 全双工 • 两条独立数据通道，允许两个方向同时传输

  10. 本章知识点 • 串行通信的基本概念 * • 串行通信的接口标准* • 串行通信的实现* • MCS-51单片机的串行接口* * • 用于系统内部的串行通信接口**

  11. 串行通信的接口标准 • RS-232 • RS422/485 • 电流环

  12. 串行通信的接口标准_RS-232 • 引脚定义 25芯和9芯的D型插针连接器

  13. 串行通信的接口标准_RS-232 • 信号定义 • RTS（请求传送）： • 此信号有效，请求终端（DCE）接收数据。 • CTS（允许传送）： • 此信号有效，允许主系统（DTE）发送数据。 • DSR（数据设备就绪）、DCD（数据载波检测）： • 此信号有效，请求主系统（DTE）接收数据。 • DTR（数据终端就绪）： • 此信号有效，允许终端（DCE）发送数据。

  14. 串行通信的接口标准_RS-232 • 连接方法（1） RS－232标准通信常用的连接方法

  15. 串行通信的接口标准_RS-232 • 连接方法（2） RS－232的简化连接方法

  16. 串行通信的接口标准_RS-232 电平转换（1488、1489） • MC1488为发送器，它将TTL电平转换为RS－232电平，采用±12V电源。 • MC1489为接收器，将RS－232电平转换为TTL电平，采用5V电源。

  17. 串行通信的接口标准_RS-232 电平转换（MAX232） • 内部电压变换器由电荷泵和倍压电路构成，需外接倍压和滤波电容。 • 内部电源电压变换器将输入的＋5V电压变换成RS-232输出电平所需的±10V电压。

  18. 串行通信的接口标准_RS-232 电平转换（MAX232） • TIN端为发送的TTL/CMOS电平输入，TOUT端为发送的RS-232电平输出 • RIN为接收的RS-232电平输入，ROUT端为接收的TTL/CMOS电平输出

  19. 串行通信的接口标准_RS422/485 RS422通信标准 • 平衡发送和差分接收：传送一个信号使用一对信号线AA’和BB’。 • 接收端A’线的电平比B’线电平高0.2V时，表示传送的信号为逻辑“1”；A’线的电平比B’线电平低0.2V时，表示传送的信号为逻辑“0”。

  20. 串行通信的接口标准_RS422/485 RS422通信的器件 • 发送允许信号DE有效时，Y、Z端输出差分信号；DE无效时，Y、Z端呈高阻态。 • 接收允许信号-RE有效时，RO端输出与A、B信号相关的逻辑高电平或低电平；-RE无效时，RO端呈高阻态。 MAX489 全双工的转换电路

  21. 串行通信的接口标准_RS422/485 RS422通信的器件 DE、-RE信号始终有效， 实现点对点全双工方式

  22. 串行通信的接口标准_RS422/485 RS485通信的器件 • 发送允许信号DE有效、-RE无效时，输出发送器有效，在A、B端输出差分信号， • DE无效、-RE有效时，输入接收器有效，在RO端输出与A、B信号相关的逻辑高电平或低电平。 • 发送允许信号和接收允许信号不能同时有效 MAX485 半双工的转换电路

  23. 串行通信的接口标准_RS422/485 RS485通信的器件 控制DE、-RE信号， 实现点对点半双工方式

  24. 串行通信的接口标准_RS422/485 RS422/485 信号的多点通信 • 一个主站，其余为从站，多个从站用地址识别 • 主站Y、Z信号与多个从站的A、B信号相连 • 主站A、B信号与多个从站的Y、Z信号相连 全双工的点对多点通信

  25. 串行通信的接口标准_RS422/485 RS422/485 信号的多点通信 • 控制主站的发送和接收允许信号使处于发送状态；同时控制所有从站的发送和接收允许信号使处于接收状态 • 主站发送的命令字中地址信息与某一从站地址相匹配，该从站与其通信 半双工的点对多点通信

  26. 串行通信的接口标准_电平转换 GPS模块接口的实现：

  27. 串行通信的接口标准_电平转换 RS232-RS485接口的转换 利用RS-232接口的DTR、RTS信号控制MAX485的DE、-RE端，实现半双工工作模式，先将RS-232的信号电平转换为TTL电平， 再与MAX485相连

  28. 串行通信的接口标准_电流环 电流环的基本结构—有源发送端 信号“1”时，T1导通，电流通过光电耦合器，选择R1使环路中电流为15~20mA，则接收端光耦器的三极管导通，经反相门整形后输出“1”；信号“0”时，T1截止，环路上无电流，接收端光耦器的三极管截止，经反相门后输出“0”。

  29. 串行通信的接口标准_电流环 电流环的基本结构—无源发送端 信号“1”时，T2导通，选择R3使环路上电流为15~20mA，则接收端光耦器的三极管导通，经反相门输出“1”。信号为“0”时，T2截止，接收端为低电平。

  30. 本章知识点 • 串行通信的基本概念 * • 串行通信的接口标准* • 串行通信的实现* • MCS-51单片机的串行接口* * • 用于系统内部的串行通信接口**

  31. 串行通信的实现 • 发送和接收的基本原理 • 可编程接口电路 – 8251 • 基于可编程逻辑器件的实现

  32. 发送和接收的基本原理 • 发送的原理 • 计算机传送串行数据时，先通过接口电路把并行数据转为串行数据再传送 • 需在数据位之前加起始位，结束时加停止位，必要时加校验位。

  33. 发送和接收的基本原理 接收的原理 • 计算机接收串行数据时，先把串行数据转为并行数据再送到数据总线上 • 需检查起始位和停止位，必要时检查校验位。

  34. 发送和接收的基本原理 软件实现 • 通过并行接口发送和接收数据 • 设传送（和接收）的数据为8位，在累加器A中；

  35. 发送和接收的基本原理 软件实现 -- 发送 以并行输出口最低位为输出端，先送出一个起始位0，然后送出最低位，并将高位数据通过移位指令逐个移到并行输出口的最低位输出。送完8位数据后，则送出停止位1

  36. 发送和接收的基本原理 软件实现-- 接收 以输入口最高位为输入端。若检测到输入数据为0，则检查起始位：经过t／2时间再次检测，不为0表示为假起始位，为0则表示已检测到启始位

  37. 发送和接收的基本原理 软件实现--接收 在检测到起始位后，在每位数据持续时间的中点读取数据。即每隔时间t读入一个数据，并逐个向低位移，8个数据后，进一步判断下一位是否停止位1，是则数据正确，否则收到的数据无效

  38. 可编程接口电路 – 8251A 接口与工作方式 • 可设为同步通信或异步通信。 • 在作为异步方式时，其传送波特率最高为19．2K。8251A可用于全双工方式，具有双缓冲器的发送与接收器。

  39. 可编程接口电路 – 8251A 接口与工作方式 • 通过编程，其字符为5～8bit，时钟速率为通信波特率的1、16或64倍。 • 停止位为1位，11/2位或2位。 • 8251A还具备奇偶校验、溢出和帧错误等检测电路。

  40. 可编程接口电路 – 8251 接口与工作方式 • 与CPU的接口信号 • D0~D7： 数据线 • CLK： 时钟信号 • RD、WR：系统读、写信号 • RESET： 复位信号。 • -CS： 片选信号。 • C/D： 控制/数据端

  41. 可编程接口电路 – 8251 接口与工作方式 • 与发送有关的连线： • TXD、TXC、TXE、TXRDY • 与接收有关的连线： • RXD、RXC、RXRDY • 其他信号： • DTR（数据终端准备好） • DSR（数据装置准备好） • RTS（请求传送） • CTS（清除传送）

  42. 可编程接口电路 – 8251A 同步或异步方式 • 编程--工作方式字 字符长度 校验位 同步控制、异步停止位长度

  43. 可编程接口电路 – 8251A • 编程-- 命令指令 • TXEN 允许发送，1为允许，0为屏蔽 • DTR 数据终端准备好，高电平将迫使器件的-DTR端输出低电平 • RXE 允许接收，1为允许，0为屏蔽 • SBRK 送间歇字符，1为迫使器件的TXD为低电平，0为正常工作

  44. 可编程接口电路 – 8251A • 编程-- 命令指令 • ER 出错复位，1为复位PE、OE、EF标志 • RRS 请求发送，高电平迫使器件的-RTS输出0 • IR 内部复位，迫使8251A为方式指令格式 • EH 异步方式时不起作用，同步方式时启动搜索同步字符

  45. 可编程接口电路 – 8251A • 编程--状态寄存器 • FE 帧错误，只用于异步方式，当字符结尾没有检测出停止位，此标志置位。 • OE 溢出错误，下个输入字符变为可用前，如CPU没把字符读走，此标志OE置位。 • PE 奇偶校验错。 • TXRDY 在数据缓冲器空时置位。

  46. 可编程接口电路 – 8251A • 应用—ISA系统扩展8251A

  47. 可编程接口电路 – 8251A • 应用--8251A构成一个RS-232电平的接口 • 传送波特率为4800 • 采用查询方式发送 • 中断方式接收

  48. 可编程接口电路 – 8251A • 应用—发送程序流程 • 波特率系数为16，发送和接收时钟为76.8kHz • 字符长度为8bit，偶校验，二位停止位，（方式选择字为7EH） • 命令指令：允许发送、接收、错误复位。（命令字15H）

  49. 可编程接口电路 – 8251A • 应用—接收程序流程 • 接收到数据后进入中断程序 • 接收时必须判断错误标志

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