1、1第七章第七章 UARTUART串行接口串行接口 串行通信串行通信是是CPUCPU与外界交换信息的一与外界交换信息的一种基本通信方式。为了实现串行通信，绝种基本通信方式。为了实现串行通信，绝大多数单片机都配置了大多数单片机都配置了UARTUART串行接口。串行接口。27 71 1 串行通信概述串行通信概述 计算机与外界的信息交换称为通信。基本计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方式有两种。的通信方式有两种。并行通信并行通信(parallel communicationparallel communication)：所：所传送数据的各位传送数据的各位同时同时发送或接收。发送或接收。串行通信
2、串行通信(serial communicationserial communication)：所传：所传送数据的各位送数据的各位按顺序按顺序一位一位地发送或接收。一位一位地发送或接收。3 在在并行通信并行通信中，一个并行数据占多中，一个并行数据占多少位二进制数，就要多少根传输线，这少位二进制数，就要多少根传输线，这种方式的特点是种方式的特点是通信速度快通信速度快，但，但传输线传输线多多，价格较贵价格较贵，适合，适合近距离近距离传输。传输。串行通信串行通信仅需仅需1 12 2根传输线，故在根传输线，故在长距离长距离传输数据时比较传输数据时比较经济经济，但由于它，但由于它每次只能传送每次只能传送1
3、 1位，所以位，所以传送速度较慢传送速度较慢。4图图7.1 7.1 基本通信方式图示基本通信方式图示57 71 11 1 同步通信和异步通信方式同步通信和异步通信方式串行通信分串行通信分同步同步和和异步异步两种方式。两种方式。61 1异步通信异步通信ASYNCASYNC在异步通信中数据或字符是逐帧（在异步通信中数据或字符是逐帧（frameframe）传送）传送的。的。帧定义为一个字符的完整的通信格式，通常也称帧定义为一个字符的完整的通信格式，通常也称为帧格式。最常见的帧格式一般是先用一个起始位为帧格式。最常见的帧格式一般是先用一个起始位“0”0”表示字符的开始；然后是表示字符的开始；然后是5
4、58 8位数据，规定低位在前，位数据，规定低位在前，高位在后；其后是奇偶校验位；最后是停止位，用以高位在后；其后是奇偶校验位；最后是停止位，用以表示字符的结束，停止位可以是表示字符的结束，停止位可以是1 1位、位、1.51.5位、位、2 2位，不位，不同的计算机规定有所不同。从起始位开始到停止位结同的计算机规定有所不同。从起始位开始到停止位结束就构成完整的束就构成完整的1 1帧。帧。7 起始位起始位通信线上没有数据传送时，为通信线上没有数据传送时，为高电平（逻辑高电平（逻辑1 1）；当要发送数据时，首先）；当要发送数据时，首先发发1 1个低电平信号（逻辑个低电平信号（逻辑0 0），此信号称为）
5、，此信号称为“起始位起始位”，表示开始传输，表示开始传输1 1帧数据。帧数据。数据位数据位起始位之后的位即数据位。数起始位之后的位即数据位。数据位可以是据位可以是5 5、6 6、7 7或或8 8位（不同计算机的位（不同计算机的规定不同），上图的数据位为规定不同），上图的数据位为8 8位。一般从位。一般从最低位开始传送，最高位在最后。最低位开始传送，最高位在最后。8 奇偶校验位奇偶校验位数据位之后的位为奇偶校验位数据位之后的位为奇偶校验位（有的方式具有）。此位可用于判别字符传送的（有的方式具有）。此位可用于判别字符传送的正确性，其有正确性，其有3 3种可能的选择，即奇、偶、无校验，种可能的选择，
6、即奇、偶、无校验，用户可根据需要选择（在有的格式中，该位可省用户可根据需要选择（在有的格式中，该位可省略）。在略）。在80C5180C51单片机中，此位还可以用来确定该单片机中，此位还可以用来确定该帧字符信息的性质（地址或数据）。帧字符信息的性质（地址或数据）。停止位停止位校验位后为停止位，用于表示校验位后为停止位，用于表示1 1帧结束，帧结束，用高电平（逻辑用高电平（逻辑1 1）表示。停止位可以是）表示。停止位可以是1 1、1 15 5或或2 2位，不同计算机的规定有所不同。位，不同计算机的规定有所不同。9 异步通信的主要特点如下：异步通信的主要特点如下：进行串行通信的单片机的时钟相互独立；
7、其进行串行通信的单片机的时钟相互独立；其时钟频率可以不相同；在通信时不要求有同步时时钟频率可以不相同；在通信时不要求有同步时钟信号。由于异步通信是逐帧进行传输的，各位钟信号。由于异步通信是逐帧进行传输的，各位之间的时间间隔应该相同，所以之间的时间间隔应该相同，所以必须保证必须保证2 2个单片个单片机之间有相同的传送波特率。机之间有相同的传送波特率。如果传送波特率不如果传送波特率不同，则时间间隔不同；当误差超过同，则时间间隔不同；当误差超过5 5时，就不能时，就不能正常进行通信。由于信息传输可以是随时不间断正常进行通信。由于信息传输可以是随时不间断地进行的，因而帧与帧之间的时间间隔可以是不地进行
8、的，因而帧与帧之间的时间间隔可以是不固定的，间隙处为高电平。固定的，间隙处为高电平。10由于异步通信每传送一帧有固定格式，由于异步通信每传送一帧有固定格式，通信双方只需按约定的帧格式来发送和接收通信双方只需按约定的帧格式来发送和接收数据，所以硬件结构比同步通信方式简单。数据，所以硬件结构比同步通信方式简单。此外，它还能利用校验位检测错误，所以这此外，它还能利用校验位检测错误，所以这种通信方式应用较广泛。种通信方式应用较广泛。在单片机中主要是在单片机中主要是采用异步通信方式。采用异步通信方式。112 2同步通信同步通信SYNCSYNC在同步通信中，数据或字符开始处是用一同步字在同步通信中，数据或
9、字符开始处是用一同步字符来指示（一般约定为符来指示（一般约定为l l2 2个字符），以实现发个字符），以实现发送端和接收端同步，一旦检测到约定同步字符，送端和接收端同步，一旦检测到约定同步字符，下面就连续、顺序地发送和接收数据。下面就连续、顺序地发送和接收数据。12 由于同步通信数据块传送时去掉了每个数字由于同步通信数据块传送时去掉了每个数字都必须具有的字符开始和结束的标志，且它一次都必须具有的字符开始和结束的标志，且它一次可以发送一个数据段（多个数据），因此，可以发送一个数据段（多个数据），因此，其速其速度高于异步通信度高于异步通信；但这种方式要求接收和发送时；但这种方式要求接收和发送时钟严
10、格钟严格保持同步保持同步，在通信时通常要求有同步时钟，在通信时通常要求有同步时钟信号，对硬件结构要求较高。由于这种方式易于信号，对硬件结构要求较高。由于这种方式易于进行串行外围扩展，所以目前很多型号的单片机进行串行外围扩展，所以目前很多型号的单片机都增加了串行同步通信接口，如目前已得到广泛都增加了串行同步通信接口，如目前已得到广泛应用的应用的I I2 2C C串行总线和串行总线和SPISPI串行接口等。串行接口等。137 71 12 2 串行通信的数据传送速率串行通信的数据传送速率 传送速率传送速率是指数据传送的速度。是指数据传送的速度。用用b/sb/s或或bpsbps（比（比特秒）表示，称为
11、特秒）表示，称为比特率比特率。在二进制的情况下，比。在二进制的情况下，比特率与波特率数值相等，因而在单片机的串行通信中，特率与波特率数值相等，因而在单片机的串行通信中，常称为常称为波特率波特率。假如数据传送的速率为假如数据传送的速率为120120个字符每秒，每个字个字符每秒，每个字符由符由1 1个起始位、个起始位、8 8个数据位和个数据位和1 1个停止位组成，则其个停止位组成，则其传送波特率为：传送波特率为：10b10b120120s s1200b1200bs s12001200波特波特每一位的传送时间即为波特率的倒数：每一位的传送时间即为波特率的倒数：mssbbtd833.012001114
12、 异步通信的数据传送速率一般为异步通信的数据传送速率一般为50b/s50b/s100kb/s100kb/s，常用于计算机到，常用于计算机到CRTCRT终端，以及双机或多机之间的通信等。终端，以及双机或多机之间的通信等。157 71 13 3 串行通信的方式串行通信的方式在串行通信中，数据是在两机之在串行通信中，数据是在两机之间传送的。按照数据传送方向，串行通间传送的。按照数据传送方向，串行通信可分为单工（信可分为单工（SimplexSimplex）制式、半双）制式、半双工（工（half duplexhalf duplex）制式和全双工）制式和全双工（full duplexfull duplex
13、）制式。）制式。16图图7 72 2 串行通信方式示意图串行通信方式示意图（1 1）单工制式）单工制式 在单工制式下，数据在甲机和乙机之间只在单工制式下，数据在甲机和乙机之间只允许允许单方向单方向传送。两机之间只需传送。两机之间只需1 1条数据线。条数据线。17（2 2）半双工制式）半双工制式 在半双工制式下，数据在甲机和乙机之间在半双工制式下，数据在甲机和乙机之间允许双方向传送，但它们之间只有一个通允许双方向传送，但它们之间只有一个通信回路，信回路，接收和发送接收和发送不能同时不能同时进行，只能进行，只能分时发送和接收（即甲机发送，乙机接收，分时发送和接收（即甲机发送，乙机接收，或者乙机发送
14、，甲机接收），因而两机之或者乙机发送，甲机接收），因而两机之间只需间只需1 1条数据线。条数据线。18（3 3）全双工制式）全双工制式 在全双工制式下，甲、乙两机之间数据的在全双工制式下，甲、乙两机之间数据的发送和接收可以同时进行，称为发送和接收可以同时进行，称为“全双工全双工传送传送”。全双工形式的串行通信必须使用。全双工形式的串行通信必须使用2 2条数据线。条数据线。不管哪种形式的串行通信，在两机之间均不管哪种形式的串行通信，在两机之间均应有应有公共地线公共地线。19*信号的调制与解调信号的调制与解调 当异步通信的距离在当异步通信的距离在15m15m之内时，计算机之间之内时，计算机之间可以
15、直接进行通信。而当传输距离较远时，通常是可以直接进行通信。而当传输距离较远时，通常是用电话线传送。由于电话线频带不够宽，再加上远用电话线传送。由于电话线频带不够宽，再加上远距离传输时信号不可避免地衰减，因而使信号发生距离传输时信号不可避免地衰减，因而使信号发生明显的畸变。明显的畸变。在在发送发送时要用时要用调制器调制器（modulatormodulator）把数字信）把数字信号转换为模拟信号，并加以放大再传送，这个过程号转换为模拟信号，并加以放大再传送，这个过程叫做调制。叫做调制。在在接收接收时，时，再用再用解调器解调器（demodulatordemodulator）检测此模拟信号，并把它转换
16、成数字信号再送入计检测此模拟信号，并把它转换成数字信号再送入计算机接口，这个过程即解调。算机接口，这个过程即解调。207 71 14 4 通信协议通信协议 通信协议是指在计算机之间进行数据传输通信协议是指在计算机之间进行数据传输时的一些约定，包括通信方式、波特率、命令时的一些约定，包括通信方式、波特率、命令码的约定等。为保证计算机之间能准确、可靠码的约定等。为保证计算机之间能准确、可靠地通信，相互之间必须遵循统一的通信协议。地通信，相互之间必须遵循统一的通信协议。在通信之前一定要先设置好通信协议。在通信之前一定要先设置好通信协议。217 72 80C512 80C51串行口简介串行口简介80C
17、5180C51的串行口是一个的串行口是一个可编程的全可编程的全双工串行通信接口双工串行通信接口，通过软件编程它可，通过软件编程它可以 作 通 用 异 步 接 收 和 发 送 器以 作 通 用 异 步 接 收 和 发 送 器 U A R TU A R T（Universal Asynchronous ReceiverUniversal Asynchronous ReceiverTransmitterTransmitter）用，也可作同步移位）用，也可作同步移位寄存器用。其帧格式可有寄存器用。其帧格式可有8 8位、位、1010位和位和1111位，位，并能设置各种波特率并能设置各种波特率，使用灵活，
18、使用灵活方便。方便。227 72 21 1 串行口结构与工作原理串行口结构与工作原理80C5180C51串行口主要由串行口主要由接收与发送接收与发送缓冲寄存缓冲寄存器器SBUFSBUF、输入移位寄存器以及串行控制寄存、输入移位寄存器以及串行控制寄存器器SCONSCON等组成。波特率发生器可以利用定时等组成。波特率发生器可以利用定时器器T1T1或或T2T2控制发送和接收的速率。控制发送和接收的速率。SCONSCON用于用于存放串行口的控制和状态信息；存放串行口的控制和状态信息；发送数据缓发送数据缓冲寄存器冲寄存器SBUFSBUF用于存放准备发送出去的数据；用于存放准备发送出去的数据；接收数据缓冲
19、寄存器接收数据缓冲寄存器SBUFSBUF用于接收由外部输用于接收由外部输入到输入移位寄存器中的数据。入到输入移位寄存器中的数据。80C5180C51串行口串行口正是通过对上述专用寄存器的设置、检测与正是通过对上述专用寄存器的设置、检测与读取来管理串行通信的。读取来管理串行通信的。23图图7 73 3 串行口结构框图串行口结构框图24在进行串行通信时，外界数据通过引脚在进行串行通信时，外界数据通过引脚RXDRXD（P3.0P3.0）输入。输入数据首先逐位进入输入移位）输入。输入数据首先逐位进入输入移位寄存器，由串行数据转换为并行数据，然后再送寄存器，由串行数据转换为并行数据，然后再送入接收寄存器
20、。在接收寄存器中采用了双缓冲结入接收寄存器。在接收寄存器中采用了双缓冲结构，以避免在接收到第构，以避免在接收到第2 2帧数据前，帧数据前，CPUCPU未及时响未及时响应接收寄存器前一帧的中断请求，没把前一帧数应接收寄存器前一帧的中断请求，没把前一帧数据读走，而造成据读走，而造成2 2帧数据重叠的错误。在发送时，帧数据重叠的错误。在发送时，串行数据通过引脚串行数据通过引脚TXDTXD（P3.1P3.1）输出。由于）输出。由于CPUCPU是是主动的，因此不会产生写重叠问题，一般不需要主动的，因此不会产生写重叠问题，一般不需要双缓冲器结构。要发送的数据通过发送控制器控双缓冲器结构。要发送的数据通过发
21、送控制器控制逻辑门电路逐位输出。制逻辑门电路逐位输出。257 72 22 2 串行口寄存器串行口寄存器 与串行口工作有关的寄存器共有与串行口工作有关的寄存器共有6 6个，分别是串行口控制寄存器个，分别是串行口控制寄存器SCONSCON、接收、接收与发送缓冲寄存器与发送缓冲寄存器SBUFSBUF、电源控制寄存器、电源控制寄存器PCONPCON、中断允许控制寄存器、中断允许控制寄存器IEIE、中断优先、中断优先级寄存器级寄存器IPIP。261 1串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON用于串行用于串行通信的方式选择、接收和发送控制，并通信的
22、方式选择、接收和发送控制，并可反映串行口的工作状态。可反映串行口的工作状态。SCONSCON9FH9FH9EH9EH9DH9DH9CH9CH9BH9BH9AH9AH99H99H98H98H（98H98H）SM0SM0SM1SM1SM2SM2RENRENTB8TB8RB8RB8TITIRIRI27 SCONSCON7 7和和SCONSCON6 6位位 SM0SM0和和SM1SM1串行方串行方式选择位式选择位 表表7 71 1 串行口工作方式选择串行口工作方式选择SM0 SM1SM0 SM1工作方式工作方式功能描述功能描述波特率波特率0 00 00 10 10 00 01 11 1方式方式0 0方
23、式方式1 1方式方式2 2方式方式3 38 8位同步移位寄存器位同步移位寄存器1010位位UARTUART1111位位UARTUART1111位位UARTUARTfosc/12fosc/12可变可变fosc/64fosc/64和和fosc/32fosc/32可变可变28 SCON.5SCON.5位位 SM2SM2多机通信控制位。多机通信控制位。在方式在方式2 2和方式和方式3 3中，中，SM2SM2主要用于进行多机主要用于进行多机通信控制。当串行口以方式通信控制。当串行口以方式2 2或方式或方式3 3接收时，如接收时，如果果SM2=1SM2=1，允许多机通信，且接收到第，允许多机通信，且接收到
24、第9 9位位RB8RB8为为0 0时，则时，则RIRI不置不置1 1不接收主机发来的数据；如果不接收主机发来的数据；如果SM2=1SM2=1，且，且RB8RB8为为1 1，则，则RIRI置置1 1，产生中断请求，将，产生中断请求，将接收到的接收到的8 8位数据送入位数据送入SBUFSBUF。当。当SM2=0SM2=0时，不论时，不论RB8RB8为为0 0还是还是1 1，都将收到的，都将收到的8 8位数据送入位数据送入SBUFSBUF，并产生，并产生中断。中断。在方式在方式1 1中，当处于接收状态时，若中，当处于接收状态时，若SM2=1SM2=1，则只有接收到有效的停止位时，则只有接收到有效的停
25、止位时，RIRI才置才置1 1。在方式。在方式0 0中，中，SM2SM2应置应置0 0。29 SCON.4SCON.4位位 RENREN允许串行接收位。允许串行接收位。REN=1REN=1时，允许接收；时，允许接收；REN=OREN=O时，禁止接收。时，禁止接收。由软件置位或清除。由软件置位或清除。30 SCON.3SCON.3位位 TB8TB8发送数据的第发送数据的第9 9位位(D8)(D8)。在方式在方式2 2或方式或方式3 3中，根据需要由软件置位中，根据需要由软件置位或复位。双机通信时，它可约定作奇偶校验或复位。双机通信时，它可约定作奇偶校验位；在多机通信中，可作为区别地址帧或数位；在
26、多机通信中，可作为区别地址帧或数据帧的标识位。一般由指令设定据帧的标识位。一般由指令设定地址帧地址帧时，时，设设TB8TB8为为1 1；而设定；而设定数据帧数据帧时，设时，设TB8TB8为为0 0。方方式式0 0和方式和方式1 1中没用该位。中没用该位。31 SCON.2SCON.2位位 RB8RB8接收数据的第接收数据的第9 9位位(D8)(D8)。在方式在方式2 2或方式或方式3 3中，中，RB8RB8的状态与的状态与TB8TB8相相呼应，呼应，(如可以是约定的奇偶校验位，也可如可以是约定的奇偶校验位，也可以是约定的地址以是约定的地址/数据标识位数据标识位)。例如，当。例如，当SM2=1S
27、M2=1时，如果时，如果RB8RB8为为0 0，则说明收到的是数，则说明收到的是数据帧。据帧。32 SCON.1SCON.1位位 TITI发送中断标志位。发送中断标志位。在方式在方式0 0中，发送完中，发送完8 8位数据后，由硬件置位数据后，由硬件置位；在其他方式中，在发送停止位之初由硬件置位；在其他方式中，在发送停止位之初由硬件置位。位。TI=1TI=1时，可申请中断，也可供软件查询用。时，可申请中断，也可供软件查询用。在任何方式中，都必须由软件来清除在任何方式中，都必须由软件来清除TITI。SCON.0SCON.0位位 RIRI接收中断标志位。接收中断标志位。在方式在方式0 0中，接收完中
28、，接收完8 8位数据后，由硬件置位数据后，由硬件置位；在其他方式中，在接收停止位的中间，由硬位；在其他方式中，在接收停止位的中间，由硬件置位。件置位。RI=1RI=1时，可申请中断，也可供软件查询时，可申请中断，也可供软件查询用。用。在任何方式中，都必须由软件清除在任何方式中，都必须由软件清除RIRI。33 SCONSCON的低的低2 2位与中断有关。位与中断有关。SCON SCON的地址为的地址为98H98H，可以位寻址。复位时，可以位寻址。复位时，SCONSCON的所有位均清的所有位均清0 0。342 2数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器SBUFSBUF 数据缓冲寄存器数据缓冲寄存器SBUFSB
29、UF实际上是实际上是2 2个个寄存器：寄存器：发送数据缓冲寄存器发送数据缓冲寄存器和和接收数据接收数据缓冲寄存器缓冲寄存器。接收与发送缓冲寄存器。接收与发送缓冲寄存器SBUFSBUF采用同一个地址代码采用同一个地址代码99H99H，其寄存器名亦同，其寄存器名亦同样为样为SBUFSBUF。CPUCPU通过不同的操作命令，区别通过不同的操作命令，区别这这2 2个寄存器，所以不会因为地址代码相同个寄存器，所以不会因为地址代码相同而产生错误。而产生错误。当当CPUCPU发出写发出写SBUFSBUF命令命令时，即时，即向发送缓冲寄存器中装载新的信息，同时向发送缓冲寄存器中装载新的信息，同时启动数据串行发
30、送；当启动数据串行发送；当CPUCPU发出读发出读SBUFSBUF命令命令时，即读接收缓冲寄存器的内容。时，即读接收缓冲寄存器的内容。353 3电源控制寄存器电源控制寄存器PCONPCON 电源控制寄存器电源控制寄存器PCONPCON主要用于电源控制，主要用于电源控制，PCONPCON的最高位的最高位SMODSMOD是串行口的波特率倍增位：是串行口的波特率倍增位：当当SMODSMOD为为1 1时，波特率时，波特率加倍加倍；当；当SMODSMOD为为O O时，波特率时，波特率不变不变。PCONPCOND7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0（87H87H）SMODSMOD
31、GF1GF1GF0GF0PDPDIDLIDL364 4中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器IEIE 中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器IEIE用于控制与管理单用于控制与管理单片机的中断系统。片机的中断系统。IE IE的的ESES位用于控制串行口的中断：位用于控制串行口的中断：当当ESES=O O时，时，禁止禁止串行口中断；串行口中断；当当ESES=1 1时，时，允许允许串行口中断。串行口中断。375 5中断优先级寄存器中断优先级寄存器IPIP 中断优先级寄存器中断优先级寄存器IPIP用于管理单片机中用于管理单片机中各中断源中断优先级。各中断源中断优先级。IPIP的的PSPS位用于设置串行口中
32、断的优先级：位用于设置串行口中断的优先级：当当PSPS=0 0时，串行口中断为时，串行口中断为低优先级低优先级；当当PSPS=1 1时，串行口中断为时，串行口中断为高优先级高优先级。387 72 23 80C513 80C51的帧格式的帧格式 80C5180C51串行口通过编程可设置四种工作方式及串行口通过编程可设置四种工作方式及三种帧格式。三种帧格式。39 方式方式0 0以以8 8位数据为一帧位数据为一帧，不设起始位和停止位，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。先发送或接收最低位。方式方式1 1以以1010位为一帧位为一帧传输，设有传输，设有1 1个起始位个起始位“0”0”、8 8个数据
33、位和个数据位和1 1个停止位个停止位“1”1”。40方式方式2 2和和3 3以以1111位为一帧传输，设有位为一帧传输，设有1 1个起始个起始位位“0”0”、8 8个数据位、个数据位、1 1个可编程位（第个可编程位（第9 9数据位）数据位）D D8 8和和1 1个停止位个停止位“1”1”。可编程位可编程位D D8 8由软件置由软件置“1”1”或清或清“0”0”，该位可作检，该位可作检验位，也可作它用。验位，也可作它用。417 72 24 4 波特率的设置波特率的设置 在串行通信前，首先要在串行通信前，首先要设置收发设置收发双方对发送或接收的数据传送速率双方对发送或接收的数据传送速率，即，即波特
34、率波特率。通过软件对。通过软件对80C5180C51串行口编程可串行口编程可设定设定4 4种工作方式。这种工作方式。这4 4种方式波特率的种方式波特率的计算方法不同：计算方法不同：方式方式0 0和方式和方式2 2的波特率的波特率是是固定固定的的，而，而方式方式1 1和方式和方式3 3的波特率是的波特率是可变可变的，由定时器的，由定时器T1T1或或T2T2（AT89S52AT89S52）的）的溢出率控制溢出率控制。421 1 方式方式0 0和方式和方式2 2的波特率的波特率方式方式0 0中，每个机器周期发送或接收中，每个机器周期发送或接收1 1位数据，位数据，且不受且不受SMODSMOD的影响。
35、的影响。方式方式2 2的波特率取决于的波特率取决于PCONPCON中中SMODSMOD之值。之值。当当SMODSMOD0 0时，波特率为时，波特率为foscfosc的的1 16464；若若SMODSMOD1 1，则波特率为，则波特率为foscfosc的的1 13232，即：，即：oscSMODf6422的波特率方式oscf1210的波特率方式432 2方式方式1 1和方式和方式3 3的波特率的波特率80C5180C51串行口方式串行口方式1 1和方式和方式3 3的波特率由定时的波特率由定时器器T1T1的溢出率与的溢出率与SMODSMOD的值决定，即：的值决定，即：T1T1溢出率取决于计数速率和
36、定时器的预置值。溢出率取决于计数速率和定时器的预置值。计数速率与计数速率与TMODTMOD寄存器中寄存器中C CT T的状态有关。的状态有关。当当C CT T0 0时，计数速率时，计数速率foscfosc1212；当当C CT T1 1时，计数速率取决于外部输入时钟频率。时，计数速率取决于外部输入时钟频率。溢出率溢出率的波特率的波特率和方式和方式方式方式132232TSMOD 44当定时器当定时器T1T1作波特率发生器使用时，通常是选作波特率发生器使用时，通常是选用用自动重装载方式自动重装载方式，即，即方式方式2 2。设计数初值为。设计数初值为X X，那么，那么每过（每过（256X256X）个
37、机器周期，定时器）个机器周期，定时器1 1就会产生一次就会产生一次溢出。为了避免因溢出而产生不必要的中断，此时应溢出。为了避免因溢出而产生不必要的中断，此时应禁止禁止T1T1中断。溢出周期为：中断。溢出周期为：溢出率为溢出周期之倒数，所以：溢出率为溢出周期之倒数，所以：则定时器则定时器T1T1方式方式2 2的初始值为：的初始值为：)(XfTosc25612X)(25612f322oscSMOD波波特特率率)(波波特特率率3841256SMODfXosc45表表7.2 7.2 定时器定时器T1T1的常用波特率的常用波特率 串行口串行口工作方式工作方式 波特率波特率(kbps)(kbps)fosc
38、foscMHzMHzSMODSMOD定时器定时器1 1C/TC/T模式模式初值初值方式方式0 0 1000 10001212方式方式2 237537512121 1方式方式1,31,362.562.512121 10 02 2FFHFFH19.219.211.05911.0591 10 02 2FDHFDH9.69.611.05911.0590 00 02 2FDHFDH4.84.811.05911.0590 00 02 2FAHFAH2.42.411.05911.0590 00 02 2F4HF4H1.21.211.05911.0590 00 02 2E8HE8H0.110.116 60 0
39、0 02 272H72H0.110.1112120 00 01 1FFEBHFFEBH46【例例1 1】已知已知80C5180C51单片机时钟振荡频率为单片机时钟振荡频率为11.0592MHz11.0592MHz选用定时器选用定时器T1T1工作方式工作方式2 2作波特率发生器，波特率为作波特率发生器，波特率为24002400波特，求时间常数。波特，求时间常数。解：设波特率控制位解：设波特率控制位SMODSMOD0,0,定时器定时器T1T1的时间常数为：的时间常数为：所以所以TH1TH1TL1TL1F4HF4H。HFX4244240038410100592112566)().(THANK YOU
40、SUCCESS2022-11-26可编辑48 由于上述公式包含除法，所以当晶振频率由于上述公式包含除法，所以当晶振频率与波特率不同时，计算值有时会有与波特率不同时，计算值有时会有一定误一定误差差。例如，如果晶振频率为。例如，如果晶振频率为12MHz12MHz，波特率，波特率要求为要求为24002400，在，在SMOD=0SMOD=0时，时，TH1=F3HTH1=F3H，波特，波特率的实际计算值为率的实际计算值为24042404，误差为，误差为0.110.11。但如果但如果2 2个单片机的波特率相同，例如均为个单片机的波特率相同，例如均为24042404，则不会影响通信；，则不会影响通信；如果如
41、果2 2个单片机的个单片机的波特率误差超过波特率误差超过2.52.5，则可能会引起通信，则可能会引起通信错误。错误。49 AT89S52AT89S52单片机的定时器单片机的定时器T2T2也可作为波特率也可作为波特率发生器。发生器。507.3 7.3 串行通信工作方式串行通信工作方式通过软件编程可使串行通信有通过软件编程可使串行通信有4 4种工作种工作方式。方式。517 73 31 1 方式方式0 0在在方式方式0 0下，串行口作下，串行口作同步移位寄存同步移位寄存器器用，以用，以8 8位数据为位数据为1 1帧，先发送或接收最帧，先发送或接收最低位，每个机器周期发送或接收一位，故低位，每个机器周
42、期发送或接收一位，故其波特率是固定的，为其波特率是固定的，为foscfosc1212。串行数。串行数据由据由RXDRXD（P3.0P3.0）端输入或输出。同步移位）端输入或输出。同步移位脉冲由脉冲由TXDTXD（P3.1P3.1）端送出。这种方式常用）端送出。这种方式常用于扩展于扩展I/OI/O口。采用不同的指令实现输入或口。采用不同的指令实现输入或输出。输出。52（1 1）发）发 送送当执行当执行“MOV SBUFMOV SBUF，A A”指令时，指令时，CPUCPU将将1 1字节的数据写入发送缓冲寄存器字节的数据写入发送缓冲寄存器SBUFSBUF（99H99H），串行口即把），串行口即把8
43、 8位数据以位数据以foscfosc1212的波特率的波特率从从RXDRXD端送出端送出（低位在前）。发（低位在前）。发送完成后，置中断标志位送完成后，置中断标志位TITI为为1 1。如要继。如要继续发送应将续发送应将TITI清清0 0。53（2 2）接）接 收收由于由于RENREN是串行口允许接收控制位，因是串行口允许接收控制位，因此在准备接收时，首先要用软件置此在准备接收时，首先要用软件置RENREN为为1 1，使其允许接收；然后，执行使其允许接收；然后，执行“MOV AMOV A，SBUF”SBUF”指令，指令，CPUCPU即开始从即开始从RXDRXD端以端以foscfosc1212波特
44、波特率输入数据（低位在前），当接收到率输入数据（低位在前），当接收到8 8位数位数据时，置中断标志据时，置中断标志RIRI为为1 1。读取数据后，一。读取数据后，一定要将定要将RIRI清清0 0。54串行控制寄存器中，串行控制寄存器中，TB8TB8和和RB8RB8位在方式位在方式0 0中未用。每当发送或接收完中未用。每当发送或接收完8 8位数据时，位数据时，由硬件将发送中断由硬件将发送中断TITI或接收中断或接收中断RIRI标志置标志置位。位。不管是中断方式还是查询方式，都不不管是中断方式还是查询方式，都不会清除会清除TITI或或RIRI标志，必须用软件清标志，必须用软件清0 0。在方在方式式
45、0 0中，中，SM2SM2位必须为位必须为0 0。55图图7 73 3 串行口结构框图串行口结构框图567 73 32 2 方式方式1 1在在方式方式1 1下，串行口为下，串行口为1010位通用异步接口。位通用异步接口。发送或接收发送或接收1 1帧数据，包括帧数据，包括1 1位起始位位起始位“0”0”、8 8位数据位和位数据位和1 1位停止位位停止位“1”1”，其传送波特率，其传送波特率可调。可调。57（1 1）发）发 送送当执行当执行“MOV SBUFMOV SBUF，A A”指令时，指令时，CPUCPU将将1 1字节字节的数据写入发送缓冲寄存器的数据写入发送缓冲寄存器SBUFSBUF（99
46、H99H），就启动发），就启动发送器发送，数据从引脚送器发送，数据从引脚TXDTXD（P3P31 1）端输出。当）端输出。当发发送完送完1 1帧数据后帧数据后，TITI标志置标志置1 1，在中断方式下将申请，在中断方式下将申请中断，通知中断，通知CPUCPU可以发送下一个数据。如要继续发送，可以发送下一个数据。如要继续发送，必须将必须将TITI清清0 0。58图图7 73 3 串行口结构框图串行口结构框图59（2 2）接）接 收收接收时，先使接收时，先使RENREN置置1 1，使串行口处于允，使串行口处于允许接收状态，许接收状态，RIRI标志为标志为0 0，串行口采样引脚，串行口采样引脚RXD
47、RXD（P3P30 0）。当采样到）。当采样到1 1至至0 0的跳变时，确的跳变时，确认是起始位认是起始位“0”0”，就开始接收，就开始接收1 1帧数据。当帧数据。当停止位到来时，停止位到来时，RB8RB8位置位置1 1，同时，中断标志，同时，中断标志位位RIRI也置也置1 1，在中断方式下将申请中断，通知，在中断方式下将申请中断，通知CPUCPU从从SBUFSBUF取走接收到的取走接收到的1 1个数据。个数据。不管是中断方式，还是查询方式，不管是中断方式，还是查询方式，都不都不会清除会清除TITI或或RIRI标志，必须用软件清标志，必须用软件清0 0。607 73 33 3 方式方式2 2和
48、方式和方式3 3方式方式2 2和方式和方式3 3均为均为1111位异步通信方式，只位异步通信方式，只是波特率的设置方法不同，其余完全相同。这是波特率的设置方法不同，其余完全相同。这两种方式发送或接收两种方式发送或接收1 1帧的信息包括帧的信息包括1 1位起始位位起始位“0”0”、8 8位数据位、位数据位、1 1位可编程位和位可编程位和1 1位停止位位停止位“1”1”。其信息传送波特率与。其信息传送波特率与SMODSMOD有关。有关。61（1 1）发）发 送送发送前，首先根据发送前，首先根据通信协议通信协议由软件设置由软件设置TB8TB8（如作奇偶校验位或地址数据标识位），然后，（如作奇偶校验位
49、或地址数据标识位），然后，将要发送的数据写入将要发送的数据写入SBUFSBUF即可启动发送器。即可启动发送器。发送过程是由执行任何一条以发送过程是由执行任何一条以SBUFSBUF作为目的作为目的寄存器的指令而启动的寄存器的指令而启动的(写写SBUFSBUF指令指令)，把，把8 8位数据位数据装入装入SBUFSBUF，同时，串行口还自动把，同时，串行口还自动把TB8TB8装到发送移装到发送移位寄存器的第位寄存器的第9 9位数据位置上，并通知发送控制器位数据位置上，并通知发送控制器要求进行一次发送，然后即从要求进行一次发送，然后即从TXDTXD（P3P31 1）端输）端输出出1 1帧数据。帧数据。
50、62图图7 73 3 串行口结构框图串行口结构框图63（2 2）接）接 收收在接收时，先在接收时，先置位置位RENREN为为1 1，使串行口处于允许接，使串行口处于允许接收状态，同时还要将收状态，同时还要将RIRI清清0 0。在满足这个条件的前提。在满足这个条件的前提下，再根据下，再根据SM2SM2的状态（因为的状态（因为SM2SM2是方式是方式2 2和方式和方式3 3的的多机通信控制位）和所接收到的多机通信控制位）和所接收到的RB8RB8的状态，才能决的状态，才能决定此串行口在信息到来后是否会使定此串行口在信息到来后是否会使RIRI置置1 1。如果。如果RIRI置置1 1，在中断方式下将申请
