考点3 串行通信基本概念《单片机原理与应用》四川省（对口招生）电子信息类 知识点讲解

四川省（电子信息大类）对口招生《单片机原理与应用》 复习讲义 模块 6 定时/计数器及串行通信 考点三 串行通信基本概念 【考纲要求】 了解串行通信的基本概念。 【知识网络】 【知识和技能要点】 1、 串行通信概述 单片机与外界的信息交换称为通信。单片机通信的基本方式分为并行通信和串行通信两种。 1.并行通信 并行通信是将收发设备的所有数据位用多条数据线连接并同时发送。 并行通信的特点:传送控制简单、速度快、效率高，但距离长时传输线较多，成本高。 2.串行通信 串行通信是将数据在一条传输线上按位传送。 并行通信 串行通信 串行通信的特点：传送控制复杂，速度慢，距离长时传输线少，成本低。 二、串行通信的分类 串行通信按发送与接收设备时钟的配置方式可以分为异步通信和同步通信。 1.异步通信 异步通信是指发送和接收设备使用各自的时钟控制数据的传输。传输的数据以字符为基本单位，附加起始位，奇偶校验位和停止位构成字符帧，通过传输线一帧一帧地进行传送。 发送设备和接收设备由各自的时钟来控制数据的发送和接收，但也要求发送设备与接收设备传送数据同步，同步方法是使传送的每一个字符都以起始位"0"开始，以停止位"1" 结束。 ①起始位(1位)：位于帧的开头，为低电平(0)，作为传输开始的联络信号，用于向 接收设备表示发送设备开始发送一帧信息。 ②数据位(8位)：位于起始位之后。数据传送时，低位先传送，高位后传送。 ③校验位(1位)：位于数据位之后，用于校验数据传送的正确性。 ④停止位(1位)：位于帧的末尾，为高电平(1)，作用是向接收设备表示字符顿已发送完毕。如果在停止位之后不马上开始传送下一字符帧，发送设备应发出空闲信号，使通信线路处于等待状态。 异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致，易于实现，但每个字符要附加2~3 位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。 2.同步通信 同步通信是指要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使数据传送完全同步。它是以多个字符组成的数据串为传输单位来进行数据传送。数据串长度固定，每个字符不再单独附加起始位和停止位，而是在数据串开始处用同步字符表示数据串传送开始，由时钟来实现发送端与接收端的同步。 同步通信的特点：传输效率高。 三、串行通信的工作方式 串行通信的工作方式包括单工，半双工和全双工。 1.单工方式 在单工方式下，数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输，如图(a)所示。对于通信双方，发送方不能接收，接收方也不能发送。 2.半双工方式 在半双工方式下，通信双方可以交替接收和发送信息，但不能同时接收和发送，因此只需要一条传输线，一端发送时，另一端只能接收，如图(b)所示。 3.全双工方式 在全双工方式下，通信双方之间有两根传输线，可以同时进行接收和发送，且互不影响，如图(c)所示。 【练习题】 1、 填空题 1.在串行通信中，有数据传送方向为      、      和      三种方式。 2.计算机的数据传送有两种方式，即         和         方式，其中具有成本低特点的是         方式。 3.串行通信按同步方式可分为          通信和           通 信。 4.异步串行数据通信的帧格式由       位、       位、       位和    位组成。 二、选择题 1. 单片机与外界的信息交换称为通信，其基本通信方式有（ ） A. 仅并行通信 B. 仅串行通信 C. 并行通信和串行通信 D. 同步通信和异步通信 2. 下列关于并行通信的描述，错误的是（ ） A. 并行通信是将收发设备的所有数据位用多条数据线同时发送 B. 并行通信传送控制简单、速度快、效率高 C. 并行通信距离长时，传输线多、成本高 D. 并行通信适用于远距离数据传输 3. 串行通信的核心传输特点是（ ） A. 多条数据线同时传输所有数据位 B. 一条传输线上按位逐次传送数据 C. 传输速度比并行通信快 D. 传送控制简单、成本高 4. 串行通信按发送与接收设备时钟的配置方式，可分为（ ） A. 单工和半双工 B. 异步通信和同步通信 C. 半双工和全双工 D. 单工和全双工 5. 异步通信中，传输的数据基本单位是（ ） A. 数据串 B. 字节 C. 字符 D. 位 6. 异步通信的字符帧中，各部分的正确顺序是（ ） A. 起始位→数据位→校验位→停止位 B. 数据位→起始位→校验位→停止位 C. 起始位→校验位→数据位→停止位 D. 停止位→数据位→校验位→起始位 7. 下列关于半双工串行通信的说法，正确的是（ ） A. 数据仅能沿一个方向传输，不能反向 B. 通信双方可交替收发数据，但不能同时进行 C. 通信双方有两根传输线，可同时收发数据 D. 需要三根传输线，收发互不影响 8. 同步通信与异步通信的核心区别是（ ） A. 同步通信传输速度一定比异步通信快 B. 同步通信以字符为传输单位，异步通信以数据串为传输单位 C. 同步通信需要建立发送方对接收方时钟的直接控制，异步通信不需要 D. 同步通信用起始位和停止位标识帧，异步通信不用 9. 异步通信中，起始位的电平的是（ ） A. 高电平（1） B. 低电平（0） C. 高阻态 D. 随机电平 10. 全双工串行通信的特点是（ ） A. 只需要一条传输线 B. 通信双方可以同时收发数据，互不影响 C. 只能交替收发数据，不能同时进行 D. 适用于数据只能单向传输的场景 三、判断题 1.串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。（  ） 2.发送数据的第9数据位的内容在SCON寄存器的TB8位预先准备好的。（  ） 3. MCS-51的串行接口是全双工的。（  ） 4.异步通信的字符帧中，数据位传送时遵循“高位先传送，低位后传送”的规则。（ ） 5.校验位位于异步通信字符帧的数据位之后，用于校验数据传送的正确性。（ ） 6.同步通信以多个字符组成的数据串为传输单位，每个字符需要附加起始位和停止位。（ ） 7.单工串行通信中，发送方不能接收数据，接收方也不能发送数据。（ ） 8.半双工通信只需要一条传输线，一端发送时，另一端只能接收。（ ） 9.全双工通信需要两根传输线，通信双方可同时进行接收和发送，且互不影响。（ ） 10.异步通信不要求收发双方时钟严格一致，易于实现，但传输效率比同步通信低。（ ） 三、分析题 1.某学生进行单片机异步串行通信实验，设置字符帧由1位起始位、8位数据位、1位校验位、1位停止位组成。请分析： （1）该字符帧的总位数是多少？ （2）若数据位传输的二进制数为“10110001”，按照异步通信数据位的传送规则，实际发送顺序是什么？ 2.结合并行通信和串行通信的特点，分析远距离数据传输时，优先选择串行通信的原因。 3.请分别说明串行通信中单工、半双工、全双工三种工作方式的核心特征。 【答案】 一、填空题 1.单工、半双工、全双工 2.并行数据传送、串行数据传送、串行数据传送 3.异步、同步 4.起始、数据、奇偶校验、停止 二、选择题 1.C 2. D 3. B 4. B 5. C 6. A 7. B 8. C 9. B 10. B 三、判断题 1.√ 2. √ 3. √ 4. × 5. √ 6. × 7. √ 8. √ 9. √ 10. √ 四、分析题 1.（1）字符帧总位数 = 起始位1位 + 数据位8位 + 校验位1位 + 停止位1位 = 11位； （2）异步通信数据位传送规则为“低位先传送，高位后传送”，因此实际发送顺序为：1→0→0→0→1→1→0→1。 2.（1）并行通信的特点：距离长时传输线较多，成本高； （2）串行通信的特点：距离长时传输线少，成本低； （3）远距离传输需要大量布线，串行通信可减少传输线数量、降低成本，因此优先选择串行通信。 3.核心特征： ① 单工：数据仅能沿一个方向传输，发送方不能接收，接收方不能发送； ② 半双工：通信双方可交替收发数据，但不能同时进行，只需1条传输线； ③ 全双工：通信双方有两根传输线，可同时收发数据，互不影响； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $