任务 机和单片机点对点通讯精选PPT.ppt
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1、任务 机和单片机点对点通讯第1页,此课件共50页哦任任务务10 PC10 PC机和机和单单片机点片机点对对点通点通讯讯任务描述:任务描述:用虚拟终端来模拟用虚拟终端来模拟PC机发送和接受数据。假定单片机晶振为机发送和接受数据。假定单片机晶振为11.0592MHz,串行口工作在方式,串行口工作在方式1,通讯波特率为,通讯波特率为4800bps,定时器,定时器T1工作在方式工作在方式2。试编程将受到的。试编程将受到的ASCII码数据码数据+1后发回给后发回给PC机。机。第2页,此课件共50页哦上机训练图例上机训练图例第3页,此课件共50页哦上机仿真训练结果示例上机仿真训练结果示例第4页,此课件共5
2、0页哦1.1.串行通信和并行通讯串行通信和并行通讯2.2.串行通信的基本概念串行通信的基本概念 3.3.串行通信接口标准串行通信接口标准 4.4.单片机的串行口结构单片机的串行口结构 5.5.单片机的串行口的控制寄存器单片机的串行口的控制寄存器 6.6.单片机串行口的工作方式单片机串行口的工作方式 7.7.虚拟终端应用及通讯程序设计虚拟终端应用及通讯程序设计任务任务1010知识点:知识点:第5页,此课件共50页哦1 串行通信和并行通讯串行通信和并行通讯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;的信息交换;通信有并行通信和串行
3、通信两种方式。在多微机系统以及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;现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式;总线:内部总线、外部总线;总线:内部总线、外部总线;第6页,此课件共50页哦 并行通信并行通信并行通讯并行通讯通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。并行通信并行通信控制简单、传输速度快;由于传输线较多,长距离传送时控制简单、传输速度快;由于传输线较多,长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。成本高且接收方的各位同时接收存在困难。第7页,此课件共50页哦 串行通信
4、串行通信串行通信串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。串行通信的特点串行通信的特点:传输线少,长距离传送时成本低,且可以利用电:传输线少,长距离传送时成本低,且可以利用电话网等现成的设备,但数据的传送控制比并行通信复杂。话网等现成的设备,但数据的传送控制比并行通信复杂。第8页,此课件共50页哦2 串行通信的基本概念串行通信的基本概念 异步通信与同步通信异步通信与同步通信 异步通信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
5、。为使双方的收发协调,要求发送和接收设备的时钟送和接收过程。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。尽可能一致。第9页,此课件共50页哦 异步通信异步通信是以字符(构成的帧)为单位是以字符(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,即以固定的时间传送的,即字符之间是异步字符之间是异步的的(字符之间不一定有(字符之间不一定有“位间隔位间隔”的整的整数倍的关系),但数倍的关系),但同一字符内的各位是同一字符内的各位是同步的同步的(各位之间的距离均
6、为(各位之间的距离均为“位间隔位间隔”的整数倍)。的整数倍)。第10页,此课件共50页哦异步通信的数据格式异步通信的数据格式:异步通信的特点异步通信的特点:不要求收发双方时钟的严格一致,实:不要求收发双方时钟的严格一致,实现容易,设备开销较小,但每个字符要附加现容易,设备开销较小,但每个字符要附加23位用于位用于起止位,各帧之间还有间隔,因此传输效率不高。起止位,各帧之间还有间隔,因此传输效率不高。第11页,此课件共50页哦 同步通信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
7、间的距离均为同步。此时,传输数据的位之间的距离均为“位间隔位间隔”的整数倍,同时传的整数倍,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。对接收方的同步可以通过两种方法实现。外同步外同步 自同步自同步第12页,此课件共50页哦面向字符的同步格式面向字符的同步格式:此时,传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集(如此时,传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集(如ASCII码)中的字符所组成。图中码)中的字符所组成。图中帧头为帧头为1个或个或2个同步字符个同步字符SYN(A
8、SCII码为码为16H)。)。SOH为序始为序始字符(字符(ASCII码为码为01H),表示),表示标题的开始,标题的开始,标题标题中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始为文始字符(字符(ASCII码为码为02H),表示传送的数据块开始。),表示传送的数据块开始。数据数据块块是传送的正文内容,由多个字符组成。数据块后面是是传送的正文内容,由多个字符组成。数据块后面是组终字符组终字符ETB(ASCII码为码为17H)或)或文终字符文终字符ETX(ASCII码为码为03H)。然)。然后是后是校验码校验码。典型的面向字符的同步规程如典型的面向字符
9、的同步规程如IBM的二进制同步的二进制同步规程规程BSC。第13页,此课件共50页哦面向位的同步格式面向位的同步格式:此时,将数据块看作数据流,并用序列此时,将数据块看作数据流,并用序列01111110作为开始和结束作为开始和结束标志。为了避免在数据流中出现序列标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起的混乱,发送时引起的混乱,发送方总是在其发送的数据流中每出现方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的个连续的1就插入一个附加的就插入一个附加的0;接;接收方则每检测到收方则每检测到5个连续的个连续的1并且其后有一个并且其后有一个0时,就删除该时,就删除该0。典型的面向位的同步协议如典
10、型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程的高级数据链路控制规程HDLC和和IBM的同步数据链路控制规程的同步数据链路控制规程SDLC。同步通信的特点同步通信的特点是以特定的位组合是以特定的位组合“01111110”作为帧的开始和结束作为帧的开始和结束标志,所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输的效率较高,但标志,所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输的效率较高,但实现的硬件设备比异步通信复杂。实现的硬件设备比异步通信复杂。第14页,此课件共50页哦 串行通信的传输方向串行通信的传输方向单工:是指数据传输仅能沿单工:是指数据传输仅能沿一个方向一个方向,不能实现反,不能实现反向传输。向传
11、输。半双工:是指数据传输可以沿半双工:是指数据传输可以沿两个方向两个方向,但需要,但需要分时进行。分时进行。全双工:是指数据可以全双工:是指数据可以同时进行双向同时进行双向传输。传输。单工单工 半双工半双工 全双工全双工第15页,此课件共50页哦 信号的调制与解调信号的调制与解调 利利用用调调制制器器(ModulatorModulator)把把数数字字信信号号转转换换成成模模拟拟信信号号,然然后后送送到到通通信信线线路路上上去去,再再由由解解调调器器(DemodulatorDemodulator)把把从从通通信信线线路路上上收收到到的的模模拟拟信信号号转转换换成成数数字字信信号号。由由于于通通
12、信信是是双双向向的的,调调制制器器和和解解调调器器合合并并在在一一个装置中,这就是调制解调器个装置中,这就是调制解调器MODEMMODEM。第16页,此课件共50页哦 串行通信的错误校验串行通信的错误校验 奇偶校验奇偶校验在发送数据时,数据位尾随的在发送数据时,数据位尾随的1 1位为奇偶校验位(位为奇偶校验位(1 1或或0 0)。奇校验时,)。奇校验时,数据中数据中“1”1”的个数与校验位的个数与校验位“1”1”的个数之和应为奇数;偶校验时,的个数之和应为奇数;偶校验时,数据中数据中“1”1”的个数与校验位的个数与校验位“1”1”的个数之和应为偶数。接收字符的个数之和应为偶数。接收字符时,对时
13、,对“1”1”的个数进行校验,若发现不一致,则说明传输数据过程中的个数进行校验,若发现不一致,则说明传输数据过程中出现了差错。出现了差错。代码和校验代码和校验代码和校验是发送方将所发数据块求和(或各字节异或),产生一代码和校验是发送方将所发数据块求和(或各字节异或),产生一个字节的校验字符(校验和)附加到数据块末尾。接收方接收数据个字节的校验字符(校验和)附加到数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块(除校验字节外)求和(或各字节异或),将所得的同时对数据块(除校验字节外)求和(或各字节异或),将所得的结果与发送方的结果与发送方的“校验和校验和”进行比较,相符则无差错,否则即认为进行比较,相符则
14、无差错,否则即认为传送过程中出现了差错。传送过程中出现了差错。循环冗余校验循环冗余校验这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的循环校验,这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的循环校验,常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验等。这种校验方法纠常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验等。这种校验方法纠错能力强,广泛应用于同步通信中。错能力强,广泛应用于同步通信中。第17页,此课件共50页哦 传输速率与传输距离传输速率与传输距离 传输速率传输速率比特率比特率是是每秒钟传输二进制代码的位数每秒钟传输二进制代码的位数,单位是:位,单位是:位秒(秒(bpsbps)。如每秒钟
15、传送)。如每秒钟传送240240个字符,而每个字符格式包个字符,而每个字符格式包含含1010位位(1(1个起始位、个起始位、1 1个停止位、个停止位、8 8个数据位个数据位),这时的比,这时的比特率为:特率为:1010位位240240个个/秒秒 =2400 bps=2400 bps波特率波特率表示表示每秒钟调制信号变化的次数每秒钟调制信号变化的次数,单位是:波特,单位是:波特(BaudBaud)。)。波特率和比特率不总是相同的,波特率和比特率不总是相同的,对于将数字信号对于将数字信号1或或0直接直接用两种不同电压表示的所谓基带传输,比特率和波特率是相用两种不同电压表示的所谓基带传输,比特率和波
16、特率是相同的。同的。所以,我们也经常用波特率表示数据的传输速率。所以,我们也经常用波特率表示数据的传输速率。第18页,此课件共50页哦 传输距离与传输速率的关系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串行接口或终端直接传送串行信息位流的最大距离最大距离与与传输传输速率速率及及传输线的电气特性传输线的电气特性有关。当传输线使用每有关。当传输线使用每0.3m0.3m(约(约1 1英尺)有英尺)有50PF50PF电容的非平衡屏蔽双绞线时,传输距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。当比特率超过离随传输速率的增加而减小。当比特率超过1000 bps 1000 b
17、ps 时,时,最大传输距离迅速下降,如最大传输距离迅速下降,如9600 bps 9600 bps 时最大距离下降到只时最大距离下降到只有有76m76m(约(约250250英尺)。英尺)。第19页,此课件共50页哦3 串行通信接口标准串行通信接口标准 RS-232CRS-232C接口接口RS-232CRS-232C是是EIAEIA(美国(美国电电子工子工业协业协会)会)19691969年修年修订订RS-RS-232C232C标标准。准。RS-232CRS-232C定定义义了数据了数据终终端端设备设备(DTEDTE)与数据通)与数据通信信设备设备(DCEDCE)之)之间间的物理接口的物理接口标标准
18、。准。1 1、机械特性、机械特性RS-232CRS-232C接口接口规规定使用定使用2525针连针连接器,接器,连连接器的尺寸及接器的尺寸及每个插每个插针针的排列位置都有明确的定的排列位置都有明确的定义义。第20页,此课件共50页哦 功能特性功能特性第21页,此课件共50页哦 远程通信连接远程通信连接第22页,此课件共50页哦 近程通信连接近程通信连接第23页,此课件共50页哦 RS-232C电平与电平与TTL电平转换驱动电路电平转换驱动电路第24页,此课件共50页哦 单片机之间的数据通讯单片机之间的数据通讯第25页,此课件共50页哦 采用采用RS-232C接口存在的问题接口存在的问题 传输距
19、离短,传输速率低传输距离短,传输速率低 RS-232C总线标准受电容允许值的约束,使用时传输距离一般总线标准受电容允许值的约束,使用时传输距离一般不要超过不要超过15米(线路条件好时也不超过几十米)。最高传送速率为米(线路条件好时也不超过几十米)。最高传送速率为20Kbps。有电平偏移有电平偏移 RS-232C总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时,收发双总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时,收发双方的地电位差别较大,在信号地上将有比较大的地电流并产生压降。方的地电位差别较大,在信号地上将有比较大的地电流并产生压降。抗干扰能力差抗干扰能力差 RS-232C在电平转换时采用单端输入输出,在
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