1、单片机串行口介绍时间：2012-10-22 18:04:41 来源：21ic 作者：串行口是单片机与外界进行信息交换的工具。8051 单片机的通信方式有两种：并行通信:数据的各位同时发送或接收。 串行通信:数据一位一位次序发送或接收。参看下图：经验分享：学习单片机重要的是实践，所以开发板是很重要，给大家推荐些淘宝上信誉良好并且软硬件及小零件等、售前售后服务良好的皇冠级金钻店铺给大家，在硬件购买上少走弯路。按住 Ctrl 键单击即可：慧净电子单片机（一皇冠）【天津商盟】天津锐志（电子）单片机经营部（两皇冠）金沙滩工作室（5 钻）深圳育松电子元件，模块，传感器，批发部:淘宝最全最平价（5 皇冠）志
2、宏电子（4 钻）串行通信的方式：异步通信：它用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。其每帧的格式如下：在一帧格式中，先是一个起始位 0，然后是 8 个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（能省略），最后是停止位 1。用这种格式表示字符，则字符能一个接一个地传送。在异步通信中，CPU 与外设之间必须有两项规定，即字符格式和波特率。字符格式的规定是双方能够在对同一种 0 和 1 的串理解成同一种意义。原则上字符格式能由通信的双方自由制定，但从通用、方便的角度出发，一般还是使用一些标准为好，如采用 ASCII 标准。波特率即数据传送的速率，其定义是每秒钟传送的二进制数的位数
3、。例如，数据传送的速率是 120 字符/s，而每个字符如上述规定包含 10 数位，则传送波特率为 1200 波特。同步通信：在同步通信中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间；所以在数据块传递时，为了提高速度，常去掉这些标志，采用同步传送。由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂。通信方向：在串行通信中，把通信接口只能发送或接收的单向传送办法叫单工传送；而把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收，任一时该，只能发或者只
4、能收信息。28051 单片机的串行接口结构8051 单片机串行接口是一个可编程的全双工串行通信接口。它可用作异步通信方式（UART），与串行传送信息的外部设备相连接，或用于通过标准异步通信协议进行全双工的 8051 多机系统也能通过同步方式，使用 TTL 或 CMOS 移位寄存器来扩充 I/O 口。8051 单片机通过管脚 RXD（P3.0，串行数据接收端）和管脚 TXD（P3.1，串行数据发送端）与外界通信。SBUF 是串行口缓冲寄存器，包 括发送寄存器和接收寄存器。它们有相同名字和地址空间，但不会出现冲突，因为它们两个一个只能被 CPU 读出数据，一个只能被 CPU 写入数据。串行口的控制
5、与状态寄存器串行口控制寄存器 SCON其中 fosc 为晶体震荡器频率SM2：多机通信控制位。在方式 0 时，SM2 一定要等于 0。在方式 1 中，当（SM2）=1 则只有接收到有效停止位时，RI 才置 1。在方式 2 或方式 3 当（SM2）=1 且接收到的第九位数据 RB8=0 时，RI 才置 1。REN：接收允许控制位。由软件置位以允许接收，又由软件清 0 来禁止接收。TB8: 是要发送数据的第 9 位。在方式 2 或方式 3 中，要发送的第 9 位数据，根据需要由软件置 1 或清 0。例如，可约定作为奇偶校验位，或在多机通信中作为区别地址帧或数据帧的标志位。RB8：接收到的数据的第
6、9 位。在方式 0 中不使用 RB8。在方式 1 中，若（SM2）=0，RB8 为接收到的停止位。在方式 2 或方式 3 中，RB8 为接收到的第9 位数据。TI：发送中断标志。在方式 0 中，第 8 位发送结束时，由硬件置位。在其它方式的发送停止位前，由硬件置位。TI 置位既表示一帧信息发送结束，同时也是申请中断，可根据需要，用软件查询的办法获得数据已发送完毕的信息，或用中断的方式来发送下一个数据。TI 必须用软件清 0。RI：接收中断标志位。在方式 0，当接收完第 8 位数据后，由硬件置位。在其它方式中，在接收到停止位的中间时刻由硬件置位（例外情况见于 SM2 的说明）。RI 置位表示一帧
7、数据接收完毕，可用查询的办法获知或者用中断的办法获知。RI 也必须用软件清 0。特殊功能寄存器 PCONPCON 是为了在 CHMOS 的 80C51 单片机上实现电源控制而附加的。其中最高位是SMOD。串行口的工作方式8051 单片机的全双工串行口可编程为 4 种工作方式，现分述如下：方式 0 为移位寄存器输入/输出方式。可外接移位寄存器以扩展 I/O 口，也能外接同步输入/输出设备。8 位串行数据者是从 RXD 输入或输出，TXD 用来输出同步脉冲。输出 串行数据从 RXD 管脚输出，TXD 管脚输出移位脉冲。CPU 将数据写入发送寄存器时，立即启动发送，将 8 位数据以 fos/12 的
8、固定波特率从 RXD 输出，低位在前，高位在后。发送完一帧数据后，发送中断标志 TI 由硬件置位。输入 当串行口以方式 0 接收时，先置位允许接收控制位 REN。此时，RXD 为串行数据输入端，TXD 仍为同步脉冲移位输出端。当（RI）=0 和（REN）=1 同时满足时，开始接收。当接收到第 8 位数据时，将数据移入接收寄存器，并由硬件置位 RI。下面两图分别是方式 0 扩展输出和输入的接线图。方式 1 为波特率可变的 10 位异步通信接口方式。发送或接收一帧信息，包括 1个起始位 0，8 个数据位和 1 个停止位 1。输出 当 CPU 执行一条指令将数据写入发送缓冲 SBUF 时，就启动发送
9、。串行数据从 TXD 管脚输出，发送完一帧数据后，就由硬件置位 TI。输入 在（REN）=1 时，串行口采样 RXD 管脚，当采样到 1 至 0 的跳变时，确认是开始位 0，就开始接收一帧数据。只有当（RI）=0 且停止位为 1 或者 （SM2）=0 时，停止位才进入 RB8，8 位数据才能进入接收寄存器，并由硬件置位中断标志 RI；不然信息丢失。所以在方式 1 接收时，应先用软件清零 RI 和SM2 标志。方式 2方式月为固定波特率的 11 位 UART 方式。它比方式 1 增加了一位可程控为 1 或0 的第 9 位数据。输出: 发送的串行数据由 TXD 端输出一帧信息为 11 位，附加的第
10、 9 位来自SCON 寄存器的 TB8 位，用软件置位或复位。它可作为多机通信中地址/数据信息的标志 位，也能作为数据的奇偶校验位。当 CPU 执行一条数据写入 SUBF 的指令时，就启动发送器发送。发送一帧信息后，置位中断标志 TI。输入: 在（REN）=1 时，串行口采样 RXD 管脚，当采样到 1 至 0 的跳变时，确认是开始位 0，就开始接收一帧数据。在接收到附加的第 9 位数据后，当（RI）=0 或者（SM2）=0 时，第 9 位数据才进入 RB8，8 位数据才能进入接收寄存器，并由硬件置位中断标志 RI；不然信息丢失。且不置位 RI。再过一位时间后， 不管上述条件时否满足，接收电路
11、即行复位，并重新检测 RXD 上从 1到 0 的跳变。工作方式 3方式 3 为波特率可变的 11 位 UART 方式。除波特率外，其余与方式 2 相同。波特率选择如前所述，在串行通信中，收发双方的数据传送率（波特率）要有一定的约定。在 8051 串行口的四种工作方式中，方式 0 和 2 的波特率是固定的，而方式 1和 3 的波特率是可变的，由定时器 T1 的溢出率控制。方式 0方式 0 的波特率固定为主振频率的 1/12。方式 2方式 2 的波特率由 PCON 中的选择位 SMOD 来决定，可由下式表示：波特率=2 的 SMOD 次方除以 64 再乘一个 fosc，也就是当 SMOD=1 时，
12、波特率为1/32fosc，当 SMOD=0 时，波特率为 1/64fosc3方式 1 和方式 3定时器 T1 作为波特率发生器，其公式如下：波特率= 定时器 T1 溢出率T1 溢出率= T1 计数率/产生溢出所需的周期数式中 T1 计数率取决于它工作在定时器状态还是计数器状态。当工作于定时器状态时，T1 计数率为 fosc/12;当工作于计数器状态时，T1 计数率为外部输入频率，此频率应小于 fosc/24。产生溢出所需周期与定时器 T1 的工作方式、T1 的预置值有关。定时器 T1 工作于方式 0：溢出所需周期数=8192-x定时器 T1 工作于方式 1：溢出所需周期数=65536-x定时器 T1 工作于方式 2：溢出所需周期数=256-x因为方式 2 为自动重装入初值的 8 位定时器/计数器模式，所以用它来做波特率发生器最恰当。当时钟频率选用 11.0592MHZ 时，取易获得标准的波特率，所以很多单片机系统选用这个看起来“怪”的晶体震荡器就是这个道理。下表列出了定时器 T1 工作于方式 2 常用波特率及初值。
