单片机串行通信的结构组成解析

发布时间:2021-08-27 阅读量:1163 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

串行通信方式是数据传输的一种方式。这种方式操作简单,连接少,传输距离远,因而在信息传送,尤其是在远距离的传送中得到了广泛的应用。目前常用的串行通信方式有RS -232 C,RS - 422 A,RS - 423 A及RS - 485 A等。RS - 232 C是通用串行接口,以电平形式传输信号,只需3根线就可在两个设备之间交换信息,最高传输速率为20 Kb/s,此时允许设备之间的最远距离为15 m。为了改进RS - 232C传输速率低,传输距离短的不足,EIA又推出了RS - 422 A,RS - 423 A.RS - 485 A等。RS - 422 A采用差分形式传输信号,每个通道用两根信号线,在电路中规定只有一个发送器,其最高传输速率为10 Mb/s,在此速率下的最远传输距离为120 m;若将波特率降到90 Kb/s,则通信距离可延长至1200 m。RS - 423A采用不平衡差分形式传送信号。RS - 485A则允许多个发送器的存在。它们都有一些共同的特点,即传输速率低,传输速率和传输距离相互影响,对传输介质要求高,一般要求用屏蔽电缆。当传输距离较远或连接的设备较多时,会增加系统的成本。  随着计算机应用的不断发展,在有些场合需要高速度、远距离传输信号,同时又要尽量降低成本。为满足这一要求,本节以单片机之间的串行通信为例,介绍一个可以实现高速度、远距离的串行通信装置。  一、单片机串口的特点  目前多数单片机都配有串行接口,如51单片机和MCS - 96等系列单片机都配有一个全双工的串行接口,可以同时收、发信号。以51单片机串口为例,共有4种串行工作方式,波特率可由软件设置,并在片内定时器产生,接收或发送均可工作在中断或查询方式,使用比较灵活。该接口一般通过接口电路工作在RS - 232C或RS - 422A方式,因此,它具有RS - 232 C或RS - 422A的特点。其4种工作方式如下。  1.方式O  同步移位寄存方式,其波特率为fosc/12。fsc为振荡器的振荡频率,数据由RxD端输入,同步移位脉冲由TxD端输出,发/收均为8位数据。一般利用这种方式扩展并行接口、键盘或显示接口等。  2.方式1  串行工作方式,RxD接收,TxD发送,每帧信息为10位,包括1位起始位、8位数据位和1位停止位,其收/发的波特率为: 


单片机串行通信的结构组成解析


式中:SMOD=1或0,由软件设定;N为软件设置的定时器自装载常数,其值为0~255。当SMOD-1.N-255时,波特率最高,为fosc/192;当SMOD=0,N=O时,波特率最低,为:


单片机串行通信的结构组成解析


3.方式2  串行工作方式,每帧11位数据,包括1位起始位、8位数据位、1位可编程位、1位停止位,发送时可编程位应根据需要设定为O或1。其收/发的波特率为:


单片机串行通信的结构组成解析


当SMOD=1时,可得最大波特率为fosc/32;当SMOD-0时,可得最小波特率为fosc/64。  


4.方式3  


串行通信方式,发送格式同方式2,收/发波特率同方式1,即这种方式所能得到的最大波特率为fosc/192,最小波特率为ose/98 304。  比较3种串行工作方式可知,方式2的波特率最高。对于51单片机,当选fosc=12 MHz(51单片机最高晶振)时,可得


单片机串行通信的结构组成解析


这些值远高于目前常用的串口的波特率,因此在单片机(51单片机等)之间串行通信时,在晶振选定的情况下,只有选方式2,方可得到最高的波特率。而要远距离收/发信号,还必须在电路上采取一定的措施。为此,介绍一个可以远距离收/发信号的电路。


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