串行接口與并行接口

第九章MCS-51串行接口

9.1串行數(shù)據(jù)通信概述一、并行通信和串行通信并行并行數(shù)據(jù)是一位一位傳送的串行1位優(yōu)點(diǎn)：傳輸線少，連線簡單缺點(diǎn)：速度慢適用于遠(yuǎn)距離或數(shù)據(jù)量少的通信串行串行串行串行通信打印機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)鼠標(biāo)掃描儀硬盤并行、串行接口的應(yīng)用？I2CSPIRS232USB常見的串行通信接口:選通數(shù)據(jù)8位計(jì)算機(jī)并行外設(shè)1001111110011111HL有二個(gè)問題需要解決1、如何區(qū)分一位？2、如何將一串0和1還原成數(shù)據(jù)？10011111→

1001111110011111→

1111100110011111如何實(shí)現(xiàn)串行通信？二、串行傳輸方式同步傳輸和異步傳輸同步傳輸1位

數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)外設(shè)123456781001111110011111同步時(shí)鐘1位

數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)異步傳輸外設(shè)靠發(fā)送和接收速率相同來保證比特率：位/秒(bps)波特率：碼元/秒(Baud)高位先送發(fā)送速率接收速率1、同步通信方式

如何區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的起始？如何將一串0和1還原成數(shù)據(jù)？2、異步通信方式

異步通信協(xié)議：（1）沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)線保持“1”狀態(tài)（2）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先發(fā)起始位“0”，其后是數(shù)據(jù)（3）數(shù)據(jù)后再發(fā)一位停止位“1“因此對于8位數(shù)據(jù)至少要發(fā)送10位例：若比特率為9600bps，則每傳輸960幀，即960字符/秒而每位傳輸時(shí)間：T=1/9600≈0.104(ms)解決了傳輸一個(gè)字節(jié)的同步問題,如何組成一組數(shù)據(jù)的傳輸?計(jì)算機(jī)異步傳輸外設(shè)同步頭數(shù)據(jù)7E7D5E7D7D5DPPP協(xié)議中3、單工、雙工、半雙工方式單工：廣播雙工：電話半雙工：對講機(jī)4、串行通信接口（1）UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter通用異步接收器/發(fā)送器（2）USRT

(UniversalSynchronousReceiver/Transmitter）通用同步接收器/發(fā)送器8串－并8并－串發(fā)送接收1時(shí)鐘時(shí)鐘6、調(diào)制解調(diào)器－15V：邏輯1＋15V：邏輯05、RS－232C標(biāo)準(zhǔn)美國電子工業(yè)協(xié)會EIA公布的串行總線標(biāo)準(zhǔn)DB-25DB-9最少3根線公用電話網(wǎng)ModemModem計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)RS232CRS232CRxD（3）TxD（2）地（5）9.2MCS-51串行接口

51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)全雙工的串行接口，具有4種工作方式。與串行口有關(guān)的特殊功能寄存器(SBUF、SCON)一、串行口數(shù)據(jù)綬沖器SBUF（99H）接收、發(fā)送對應(yīng)于同一地址（99H），但實(shí)際上是兩個(gè)綬沖器。TxD發(fā)送SBUF(99H)內(nèi)部DBTIRxD輸入移位寄存器接收SBUF(99H)RI二、串行口控制寄存器SCON（98H）1、SM0、SM1控制串行口方式

2、SM2允許方式2、3的多機(jī)通訊特征位

在方式2、3中若SM2=1→表示接收的第九位數(shù)據(jù)（RB8）為0時(shí)不激活RI。在方式1中若SM2=1→只有收到有效的停止位時(shí)才會激活RI。在方式0中SM2必須為0。

SM0

SM1工作方式功能簡述波特率

00方式08位同步移位寄存器fosc/12

01方式110位UART可變

10方式211位UARTfosc/32或/64

11方式311位UART可變3、REN允許串行接收位，由軟件置/復(fù)位1：允許接收0：不允許接收（允許發(fā)送）

4、TB8在方式2、3中要發(fā)送的第九位數(shù)據(jù)，由軟件置/復(fù)位

5、RB8在方式2、3中是接收的第九位數(shù)據(jù)在方式1中若SM2=0，RB8是接收的停止位。

在方式0中不用RB8。6、RI接收中斷標(biāo)志（必須由軟件清除）

在方式0中串行接收到第8位結(jié)束時(shí)自動置位。在方式1、2、3中串行接收到停止位的中間時(shí)置位。

1111111SBUF11111111RxD1RI=17、TI發(fā)送中斷標(biāo)志（必須由軟件清除）

在方式0中串行發(fā)送第8位結(jié)束時(shí)自動置位。

在方式1、2、3中串行發(fā)送停止位的開始時(shí)置位9.3MCS-51串行接口應(yīng)用舉例

一、方式0的應(yīng)用1、擴(kuò)展并口（P232）74LS164DCP89C51RxDTxDROLED: MOVSCON,#00H CLRES MOVA,#80HLED: MOVSBUF,A JNBTI,$ CLRTI ACALLDELAY RRA AJMPLED RET2、串行顯示和鍵盤接口（補(bǔ)充材料）7654321015141312111098P3.4P3.5805174LS1641-6檢查有否鍵按下7-9判是否抖動10-13置哪個(gè)鍵按下初值R7＝08H一排是8鍵，循環(huán)8次R6＝FEH是先判右邊鍵R3＝00H鍵值初值，鍵值即為鍵號二、方式1的應(yīng)用（甲、乙通信（P233））一位起始位（0），8位數(shù)據(jù)，一位停止位（1），共10位發(fā)送：寫數(shù)據(jù)到SBUF后，立即開始發(fā)送，發(fā)完后置“1”TI接收：接收完，將8位數(shù)據(jù)送入SBUF，同時(shí)后置“1”RI接收或發(fā)送速率由波特率確定X＝256－fosc?2smod/384?波特率并行并行通信選通狀態(tài)數(shù)據(jù)8位計(jì)算機(jī)打印機(jī)一次傳送多位數(shù)據(jù)，如8位優(yōu)點(diǎn)：速度快缺點(diǎn)：傳輸線多適用于近距離大數(shù)據(jù)通信第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機(jī)的管理復(fù)習(xí)思考題單擊此處輸入你的副標(biāo)題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點(diǎn)。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應(yīng)用：

1.主機(jī)的啟動、換向；

2.輔機(jī)的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor空壓機(jī)分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機(jī)

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩大類：往復(fù)式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機(jī)單級活塞壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)膜片式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機(jī)件間形成保護(hù)膜，防止磨損及泄漏，使空壓機(jī)能夠安靜有效運(yùn)作；平時(shí)有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機(jī)，至今使用十萬小時(shí)以上，依然完好如初，按十萬小時(shí)相當(dāng)于每日以十小時(shí)運(yùn)作計(jì)算，可長達(dá)33年之久。因此，將滑片式空壓機(jī)比喻為一部終身機(jī)器實(shí)不為過?；?葉)片式空壓機(jī)可以365天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并保證60000小時(shí)以上安全運(yùn)轉(zhuǎn)的空氣壓縮機(jī)1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達(dá)到額定的壓力后由排氣端排出進(jìn)入油氣分離器內(nèi)。1.進(jìn)氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機(jī)殼間成為壓縮空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時(shí)，空氣由機(jī)體進(jìn)氣端進(jìn)入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機(jī)殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時(shí)停止進(jìn)氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機(jī)是世界上最先進(jìn)、緊湊型、堅(jiān)實(shí)、運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)氣路系統(tǒng)：

A

進(jìn)氣過濾器

B

空氣進(jìn)氣閥

C

壓縮機(jī)主機(jī)

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機(jī)

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機(jī)渦旋式壓縮機(jī)

渦旋式壓縮機(jī)是20世紀(jì)90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機(jī)，已經(jīng)得到壓縮機(jī)行業(yè)的關(guān)注和公認(rèn)。被譽(yù)為“環(huán)保型壓縮機(jī)”。由于渦旋式壓縮機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使其成為當(dāng)今世界最節(jié)能壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)主要運(yùn)動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽(yù)為免維修壓縮機(jī)。

由于渦旋式壓縮機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽(yù)為“超靜壓縮機(jī)”。

渦旋式壓縮機(jī)零部件少，只有四個(gè)運(yùn)動部件,壓縮機(jī)工作腔由相運(yùn)動渦卷付形成多個(gè)相互封閉的鐮形工作腔，當(dāng)動渦卷作平動運(yùn)動時(shí)，使鐮形工作腔由大變小而達(dá)到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機(jī)的外形第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強(qiáng)對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設(shè)條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—?dú)埓娴臍怏w在活塞回行時(shí)，發(fā)生膨脹，使實(shí)際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3）吸氣預(yù)熱的影響由于壓縮過程中機(jī)件吸熱，所以在吸氣過程中，機(jī)件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預(yù)熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強(qiáng)對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴(yán)密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴(yán)密配合。5）氣體流動慣性的影響當(dāng)吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時(shí)，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長度，不得隨意增減進(jìn)氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理上述五條原因使實(shí)際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預(yù)熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時(shí)間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實(shí)際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進(jìn)排氣閥及流道阻力的影響吸氣預(yù)熱的影響二、實(shí)際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機(jī)的工作原理指示功率pi

：按示功圖計(jì)算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計(jì)算的功率

Ps(PT)<pi軸功率P：壓縮機(jī)軸的輸入功率絕熱指示效率等溫指示效率機(jī)械效率總效率（絕熱、等溫）二、實(shí)