串口及串行通信技术

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1、●教学目标第9章串口及串行通信技术介绍MCS-51串行通信接口技术●学习要求掌握单片机串行通信接口的基本功能，了解串行通信接口的一般结构介绍PC机与单片机间的串行通信接口技术介绍MCS-51单片机之间的串行通信接口技术熟悉单片机串行通信接口，掌握单片机之间的串行通信接口以及PC机与单片机间的串行通信接口程序编制9.1MCS-51串行通信接口MCS-51内部含有一个可编程全双工串行通信接口，具有UART的全部功能。该接口电路不仅能同时进行数据的发送和接收，也可作为一个同步移位寄存器使用。9.1.1MCS-51串行口的

2、结构MCS-51系列单片机的串行接口由发送缓冲器、接收缓冲器以及两个专用寄存器SCON和PCON组成，占用两条I/O专线（P3.0、P3.1），分别为RXD和TXD，从而构成全双工的通信方式。两个独立的接收、发送缓冲器SBUF（属于特殊功能寄存器）共用一个字节地址（99H），一个用来发送；一个用来接收。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入。在进行异步通信时，数据的发送和接收分别在各自的时钟（TCLK和RCLK）控制下进行的，但都必须与字符位数的波特率保持一致。MCS-51串行口的发送和接收时钟可由

3、两种方式产生，一种是由主机频率fosc经分频后产生，另一种方式是由内部定时器T1或T2的溢出率经16分频后提供。串行口的发送过程由指令MOVSBUF，A启动，即CPU由一条写发送缓冲器的指令把数据（字符）写入串行口的发送缓冲器SBUF（发）中，再由硬件电路自动在字符的始、末加上起始位（低电平）、停止位（高电平）及其它控制位（如奇偶位等），然后在移位脉冲SHIFT的控制下，低位在前，高位在后，从TXD端（方式0除外）一位位地向外发送。串行口的接收与否受制于允许接收位REN的状态，当REN被软件置“1”后，允许接收器接

4、收。接收端RXD一位位地接收数据，直到收到一个完整的字符数据后，控制电路进行最后一次移位，自动去掉启始位，使接收中断标志RI置“1”，并向CPU申请中断。CPU响应中断，用一条指令（MOVA，SBUF）把接收缓冲器SBUF（收）的内容读入累加器。在整个串行收发过程中，CPU的操作时间很短，使得CPU还可以从事其它的各种操作（指工作在中断方式下），从而大大提高了CPU的效率。⑴串行口数据缓冲器SBUFSBUF是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器，可同时发送、接收数据。两个缓冲器只用一个字节地址99H，可通过指令对SB

5、UF的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。CPU在写SBUF，就是修改发送缓冲器；读SBUF，就是读接收缓冲器。串行口对外有两条独立的收发信号线RXD（P3.0）、TXD（P3.1），因此可以同时发送、接收数据，实现全双工。⑵串行口控制寄存器SCONSCON寄存器用来控制串行口的工作方式和状态，它是一个可按位寻址的特殊功能寄存器。在复位时所有位被清零，其字节地址为98H。SCON寄存器的格式如下SM0SM1工作方式000011102113⑶特殊功能寄存器PCONPCON主要是为CHMOS型单片机的

6、电源控制设置的专用寄存器，字节地址为87H，不能按位寻址。9.1.2MCS-51系列单片机串行接口的工作方式MCS-51的串行口有四种工作方式，它是由SCON中的SM1和SM0来决定可变9位UART方式311fosc/32或fosc/649位UART方式201可变8位UART方式110fosc/12同步移位寄存器方式000波特率功能说明工作方式SM1SM01）方式0串行接口工作方式0为同步移位寄存器方式，其波特率是固定为振荡频率fosc的1/12。在这种工作方式下，发送和接收串行数据都通过RXD（P3.0）进行，从

7、TXD（P3.1）输出移位脉冲，控制外部的移位寄存器移位。⑴方式0发送数据从RXD引脚串行输出，TXD引脚输出同步脉冲。发送操作在TI=0的情况下开始，由指令（MOVSBUF，A）将一个数据写入串行口发送缓冲器时启动发送，串行口将8位数据以fosc/12的固定波特率由低位到高位逐位从RXD引脚输出，当8位数据发送完后，硬件自动置中断标志TI为1，并向CPU请求中断（若中断已开放），CPU响应中断后，先将TI清零，再向SBUF传送下一个待发送的信息，以继续发送数据。⑵方式0接收在满足REN=1和RI=0的条件下，串行

8、口处于方式0输入。此时，RXD为数据输入端，TXD为同步信号输出端，接收器也以fosc/12的波特率对RXD引脚输入的数据信息进行采样。当接收器接收完8位数据后，硬件自动置中断标志RI=1，并向CPU发出请求中断，CPU响应中断（或采用查询方式）后，通过指令（MOVA，SBUF）将接收的数据传送给累加器A。在再次接收之前，必须用软件将RI清零。在方式0工作时