17《汽車電子控制基礎(chǔ) 》曹家喆主編

第十七章 串行通信與

CAN總線基礎(chǔ)汽車電子控制基礎(chǔ)——第一節(jié)串行通信的基本概念兩種信息傳輸方式并行傳輸方式串行傳輸方式汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行通信的分類按傳送方向分類單工方式半雙工方式全雙工方式單工方式半雙工方式全雙工方式汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行通信的相關(guān)規(guī)定串行通信需要“協(xié)議”協(xié)議內(nèi)容信號(hào)電平的電壓傳送字符的格式信息傳輸?shù)乃俾势鹗己徒Y(jié)束約定等汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行通信的字符格式異步通信起始位數(shù)據(jù)位奇偶校驗(yàn)位停止位空閑位汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行通信的字符格式同步通信同步字符（SYN）數(shù)據(jù)塊部分校驗(yàn)字符（CRC）汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行通信的波特率（BaudRate）波特率：即數(shù)據(jù)傳送的速率，它表示每秒鐘傳送的二進(jìn)制代碼的位數(shù)，單位是bit/s，一般寫成bps。1波特=1bit/s波特率范圍：一般在50～19200bps之間

例：

波特率為1200bps，異步通信字符格式為8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)起始位和1個(gè)停止位，即10位/幀，那么每秒鐘能夠傳送的字符數(shù)就是：1200（bit/s）÷10（bit/字符）=120（字符/s）

汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)一些常用的串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)種類RS-232，RS-422，RS-485等關(guān)于RS-232總線引腳標(biāo)準(zhǔn)電平標(biāo)準(zhǔn)

“0”：+5～+15V“1”：-5～-15V最大傳輸距離：

15m最高傳輸速率：

約為20kbps（a）DB-25型連接器（b）DB-9型連接器汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)RS-232標(biāo)準(zhǔn)通信接線雙機(jī)通信簡(jiǎn)單的接線方法常用RS-232C接口電路：如MC1488、MC1489等前者將單片機(jī)用的TTL電平（0-5V）轉(zhuǎn)換為RS-232C電平，后者則相反，將RS-232C電平轉(zhuǎn)換為TTL電平0-5V0-5V-15V~+15V汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)第二節(jié)51系列微控制器串行接口串行口電路基本結(jié)構(gòu)注意發(fā)送SBUF和接收SBUF彼此獨(dú)立，但共用一個(gè)SFR地址汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收數(shù)據(jù)發(fā)送過程汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收數(shù)據(jù)接收過程汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行通信控制寄存器串行口控制寄存器SCON位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位符號(hào)SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI位定義工作方式選擇多機(jī)通信接收允許發(fā)送第9位接收第9位發(fā)送中斷接收中斷SM0SM1=00：方式0=01：方式1=10：方式2=11：方式3汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行通信控制寄存器電源控制寄存器PCONSMOD=1：波特率加倍（僅對(duì)方式1-3）中斷允許控制寄存器IEES=1：允許串行中斷位符號(hào)SMOD---GF1GF0PDIDL位定義位符號(hào)EA--ESET1EX1ET0EX0位定義汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行口的工作方式方式0數(shù)據(jù)位：8位僅作移位寄存器，用于擴(kuò)展并行口串入/并出并入/串出波特率固定為fosc/12發(fā)送數(shù)據(jù)TI=0、執(zhí)行MOVSBUF，A指令即發(fā)送接收數(shù)據(jù)RI=0、ERN=1即接收汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行口的工作方式方式0應(yīng)用舉例（a）擴(kuò)展為并行輸出口（b）擴(kuò)展為并行輸入口汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行口的工作方式方式1幀格式：10位（一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)停止位）發(fā)送與接收發(fā)送TI=0發(fā)送指令：MOVSBUF，A執(zhí)行后：TI=1接收RI=0、REN=1時(shí)可接收數(shù)據(jù)執(zhí)行后：RI=1接收指令：MOVA，SBUF汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行口的工作方式方式1（續(xù)）波特率設(shè)定波特率發(fā)生器：采用定時(shí)器T1方式2波特率計(jì)算定時(shí)器初值計(jì)算汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)單片機(jī)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”通信舉例初始設(shè)定單工、半雙工、全雙工方式確定波特率設(shè)置及相關(guān)計(jì)算SCON寄存器設(shè)定IE寄存器設(shè)定發(fā)送程序接收程序汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行口的工作方式方式2幀格式11位（1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)第9位、1個(gè)停止位）應(yīng)用：多機(jī)通信第9位TB8與RB8的作用：需要事先規(guī)定好波特率固定為fosc/64汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)串行口的工作方式方式3幀格式：與方式2相同波特率：可設(shè)置波特率計(jì)算（同方式1）定時(shí)器初值計(jì)算（同方式1）應(yīng)用：多機(jī)通信汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)多機(jī)通信簡(jiǎn)介一般采用一臺(tái)主機(jī)、多臺(tái)從機(jī)的方式每臺(tái)從機(jī)有自己的特定地址需要用到SM2、TB8、RB8等位的功能通信設(shè)計(jì)方法汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)第三節(jié)CAN總線基礎(chǔ)知識(shí)CAN（ControllerAreaNetwork）的概念局域網(wǎng)概念節(jié)點(diǎn)連接方式（a）星型（b）總線型

（c）環(huán)型（d）樹型

汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)CAN總線基礎(chǔ)汽車使用CAN的意義節(jié)約導(dǎo)線簡(jiǎn)化維修提高可靠性共享信息資源信息傳遞速率可高達(dá)1Mbit/s

（a）傳統(tǒng)控制方式（b）CAN總線控制方式汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)有關(guān)CAN的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)幀格式幀起始（SOF）仲裁場(chǎng)控制場(chǎng)數(shù)據(jù)場(chǎng)CRC場(chǎng)應(yīng)答場(chǎng)幀結(jié)束汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)有關(guān)CAN的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電平差分形式的信號(hào)電平隱性位：表示“0”VCANH=VCANL≈2.5V顯性位：表示“1”VCANH=3.5VVCANL=1.5V011汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)CAN總線的控制器件CAN控制器、CAN收發(fā)器與CAN總線CAN總線控制器數(shù)據(jù)控制 CAN總線收發(fā)器數(shù)據(jù)收發(fā)CAN總線數(shù)據(jù)傳輸汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)CAN總線控制器基本功能形成幀格式；發(fā)送、接收；校驗(yàn)等

有專用CAN控制器：如Philips的SJA1000Motorola的908AZ60A等，也有內(nèi)部帶CAN控制模塊的微控制器汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與CAN總線基礎(chǔ)CAN總線收發(fā)器（總線驅(qū)動(dòng)器）CAN總線收發(fā)器基本功能驅(qū)動(dòng)放大形成差分信號(hào)常用芯片：如82C250汽車電子控制基礎(chǔ)——第十七章串行通信與