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串行通信的初步认识

作者:admin 来源:不详 发布时间:2018-05-08 16:13:49   浏览:10

  通信按照基本类型可以分为并行通信和串行通信。并行通信时数据的各个位同时传送,可以实现字节为单位通信,但是因为通信线多占用资源多,成本高。比如我们前边用到的P0 = 0xfe;一次给P0的8个IO口分别赋值,同时进行信号输出,类似于有8个车道同时可以过去8辆车一样,这种形式就是并行的,我们习惯上还称P0、P1、P2和P3为51单片机的4组并行总线。

  而串行通信,就如同一条车道,一次只能一辆车过去,如果一个0xfe这样一个字节的数据要传输过去的话,假如低位在前高位在后,那发送方式就是0-1-1-1-1-1-1-1-1,一位一位的发送出去的,要发送8次才能发送完一个字节。

  在我们的STC89C52上,有两个引脚,是专门用来做UART串口通信的,一个是P3.0一个是P3.1,还分别有另外的名字叫做RXD和TXD,这两个引脚是专门用来进行UART通信的,如果我们两个单片机进行UART串口通信的话,那基本的演示图如图1所示。

单片机之间UART通信示意图

图1 单片机之间UART通信示意图

  图中,GND表示单片机系统电源的参考地,TXD是串行发送引脚,RXD是串行接收引脚。两个单片机之间要通信,首先电源基准得一样,所以我们要把两个单片机的GND相互连起来,然后单片机1的TXD引脚接到单片机2的RXD引脚上,即此路为单片机1发送而单片机2接收的通道,单片机1的RXD引脚接到单片机2的TXD引脚上,即此路为单片机2发送而单片机2接收的通道。这个示意图就体现了两个单片机各自收发信息的过程。

  当单片机1想给单片机2发送数据时,比如发送一个0xE4这个数据,用二进制形式表示就是0b11100100,在UART通信过程中,是低位先发,高位后发的原则,那么就让TXD首先拉低电平,持续一段时间,发送一位0,然后继续拉低,再持续一段时间,又发送了一位0,然后拉高电平,持续一段时间,发了一位1......一直到把8位二进制数字0b11100100全部发送完毕。这里就牵扯到了一个问题,就是持续的这“一段时间”到底是多久?从这里引入我们通信中的另外重要概念——波特率,也叫做比特率。

  波特率就是发送一位二进制数据的速率,习惯上用baud表示,即我们发送一位数据的持续时间=1/baud。在通信之前,单片机1和单片机2首先都要明确的约定好他们之间的通信波特率,必须保持一致,收发双方才能正常实现通信,这一点大家一定要记清楚。

  约定好速度后,我们还要考虑第二个问题,数据什么时候是起始,什么时候是结束呢?不管是提前接收还是延迟接收,数据都会接收错误。在UART串行通信的时候,一个字节是8位,规定当没有通信信号发生时,通信线路保持高电平,当要发送数据之前,先发一位0表示起始位,然后发送8位数据位,数据位是先低后高的顺序,数据位发完后再发一位1表示停止位。这样本来要发送一个字节8位数据,而实际上我们一共发送了10位,多出来的两位其中一位起始位,一位停止位。而接收方呢,原本一直保持的高电平,一旦检测到来了一位低电平,那就知道了要开始准备接收数据了,接收到8位数据位后,然后检测到停止位,再准备下一个数据的接收了。我们图示看一下,如图2所示。

串口数据发送示意图

图2 串口数据发送示意图

   像我们的图2串口数据发送示意图,实际上是一个时域示意图,就是信号随着时间变化的对应关系。比如在单片机的发送引脚上,左边的是先发生的,右边的是后发生的,数据位的切换时间就是波特率分之一秒,如果能够理解时域的概念,后边很多通信的时序图就很容易理解了。

编辑:admin  最后修改时间:2018-05-08