【正文】 本章分為三節(jié)，主要介紹： 80C51的串行口 計(jì)算機(jī)串行通信基礎(chǔ) 單片機(jī)串行口應(yīng)用舉例 計(jì)算機(jī)串行通信基礎(chǔ) ?隨著多微機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)的通信功能愈來(lái)愈顯得重要。計(jì)算機(jī)通信 是指計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的信息交換 。 ?通信有 并行通信 和 串行通信 兩種方式。在多微機(jī)系統(tǒng)以及現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)中信息的交換多采用串行通信方式。 ?計(jì)算機(jī)通信 是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的相結(jié)合，完成計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的信息交換 ?？梢?分為兩大類：并行通信與串行通信。 ?并行通信 通常是將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線同時(shí)進(jìn)行傳送 。 接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備詢 問(wèn)應(yīng) 答101011008 位 同 時(shí) 傳 送并行通信 控制簡(jiǎn)單、傳輸速度快；由于傳輸線較多，長(zhǎng)距離傳送時(shí)成本高且接收方的各位同時(shí)接收存在困難。 串行通信 是將數(shù)據(jù)字節(jié)分成一位一位的形式在一條傳輸線上逐個(gè)地傳送。 串行通信的特點(diǎn) ：傳輸線少，長(zhǎng)距離傳送時(shí)成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。 接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備8 位 順 次 傳 送D 0D 7 串行通信的基本概念 一、異步通信與同步通信 異步通信 異步通信 是指通信的 發(fā)送與接收設(shè)備使用各自的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收過(guò)程。為使雙方的收發(fā)協(xié)調(diào)，要求發(fā)送和接收設(shè)備的時(shí)鐘盡可能一致。 1 1 1 0 0 1 1 001 0 1 0 0 1 0 01發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備1 0 1 0 0 1 0 00 11 1 1 0 0 1 1 00 1間 隙 任 意 異步通信是 以字符（構(gòu)成的幀）為單位進(jìn)行傳輸 ，字符與字符之間的間隙（時(shí)間間隔）是任意的，但每個(gè)字符中的各位是以固定的時(shí)間傳送的，即 字符之間是異步的 （字符之間不一定有“位間隔”的整數(shù)倍的關(guān)系），但 同一字符內(nèi)的各位是同步的 （各位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍）。 異步通信的數(shù)據(jù)格式 ： 停止位數(shù) 據(jù) 位校驗(yàn)位起始位L S B M S B空閑下 一 字 符起 始 位空閑一 個(gè) 字 符 幀異步通信的特點(diǎn) ：不要求收發(fā)雙方時(shí)鐘的嚴(yán)格一致，實(shí)現(xiàn)容易，設(shè)備開(kāi)銷較小，但每個(gè)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。 同步通信 同步通信時(shí)要建立發(fā)送方時(shí)鐘對(duì)接收方時(shí)鐘的直接控制，使雙方達(dá)到完全同步。此時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)的位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍，同時(shí)傳送的字符間不留間隙，即保持位同步 關(guān)系， 也保持字符同步 關(guān)系。發(fā)送方對(duì)接收方的同步可以通過(guò)兩種方法實(shí)現(xiàn)。 計(jì)算機(jī)乙計(jì)算機(jī)甲0 1 1 0 1數(shù) 據(jù)時(shí) 鐘計(jì)算機(jī)乙計(jì)算機(jī)甲0 1 1 0 1數(shù) 據(jù)時(shí) 鐘數(shù) 據(jù) + 時(shí) 鐘 外同步 自同步 面向字符的同步格式 ： 此時(shí)，傳送的數(shù)據(jù)和控制信息都必須由規(guī)定的字符集（如 ASCII碼）中的字符所組成。圖中 幀頭為 1個(gè)或 2個(gè)同步字符 SYN（ ASCII碼為 16H）。 SOH為序始 字符（ ASCII碼為 01H），表示標(biāo)題的開(kāi)始， 標(biāo)題 中包含源地址、目標(biāo)地址和路由指示等信息。 STX為文始 字符（ ASCII碼為 02H），表示傳送的數(shù)據(jù)塊開(kāi)始。 數(shù)據(jù)塊 是傳送的正文內(nèi)容，由多個(gè)字符組成。數(shù)據(jù)塊后面是 組終字符 ETB（ ASCII碼為 17H）或 文終字符 ETX（ ASCII碼為 03H）。然后是 校驗(yàn)碼 。 典型的面向字符的同步規(guī)程如 IBM的二進(jìn)制同步規(guī)程 BSC。 S Y N S Y N S O H S T X E T B / E T X塊 校 驗(yàn)標(biāo) 題 數(shù) 據(jù) 塊面向位的同步格式 ： 此時(shí)，將數(shù)據(jù)塊看作數(shù)據(jù)流，并用序列 01111110作為開(kāi)始和結(jié)束標(biāo)志。為了避免在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)序列 01111110時(shí)引起的混亂，發(fā)送方總是在其發(fā)送的數(shù)據(jù)流中每出現(xiàn) 5個(gè)連續(xù)的1就插入一個(gè)附加的 0；接收方則每檢測(cè)到 5個(gè)連續(xù)的 1并且其后有一個(gè) 0時(shí)，就刪除該 0。 典型的面向位的同步協(xié)議如 ISO的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC和 IBM的同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程 SDLC。 同步通信的特點(diǎn) 是以特定的位組合“ 01111110”作為幀的開(kāi)始和結(jié)束標(biāo)志，所傳輸?shù)囊粠瑪?shù)據(jù)可以是任意位。所以傳輸?shù)男瘦^高，但實(shí)現(xiàn)的硬件設(shè)備比異步通信復(fù)雜。 8 位 8 位 8 位 8 位1 6 位≥ 0 位0 1 1 1 1 1 1 00 1 1 1 1 1 1 0校 驗(yàn) 場(chǎng)信 息 場(chǎng)控 制 場(chǎng)地 址 場(chǎng)二、串行通信的傳輸方向 單工 單工 是指數(shù)據(jù)傳輸僅能沿 一個(gè)方向 ，不能實(shí)現(xiàn)反向傳輸。 半雙工 半雙工 是指數(shù)據(jù)傳輸可以沿 兩個(gè)方向 ，但需要分時(shí)進(jìn)行。 全雙工 全雙工 是指數(shù)據(jù)可以 同時(shí)進(jìn)行雙向 傳輸。 接 收發(fā) 送時(shí) 間 1時(shí) 間 2發(fā) 送接 收 發(fā) 送接 收發(fā) 送接 收 發(fā) 送接 收 單工 半雙工 全雙工 三、信號(hào)的調(diào)制與解調(diào) 利用調(diào)制器（ Modulator） 把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào) ，然后送到通信線路上去，再由解調(diào)器（ Demodulator）把從通信線路上收到的 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 。由于通信是雙向的，調(diào)制器和解調(diào)器合并在一個(gè)裝置中，這就是調(diào)制解調(diào)器MODEM。 D C ED T E電 話 網(wǎng)D C ED T ER S 2 3 2 C R S 2 3 2 C四、串行通信的錯(cuò)誤校驗(yàn) 奇偶校驗(yàn) 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)位尾隨的 1位為奇偶校驗(yàn)位（ 1或 0）。奇校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中“ 1”的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位“ 1”的個(gè)數(shù)之和應(yīng)為奇數(shù)；偶校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中“ 1”的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位“ 1”的個(gè)數(shù)之和應(yīng)為偶數(shù)。接收字符時(shí)，對(duì)“ 1”的個(gè)數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)不一致，則說(shuō)明傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中出現(xiàn)了差錯(cuò)。 循環(huán)冗余校驗(yàn) 這種校驗(yàn)是通過(guò)某種數(shù)學(xué)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)有效信息與校驗(yàn)位之間的循環(huán)校驗(yàn)，常用于對(duì)磁盤信息的傳輸、存儲(chǔ)區(qū)的完整性校驗(yàn)等。這種校驗(yàn)方法糾錯(cuò)能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于同步通信中。 代碼和校驗(yàn) 代碼和校驗(yàn)是發(fā)送方將所發(fā)數(shù)據(jù)塊求和（或各字節(jié)異或），產(chǎn)生一個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)字符（校驗(yàn)和）附加到數(shù)據(jù)塊末尾。接收方接收數(shù)據(jù)同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)