1、第七章第七章 80C51的串行口的串行口 第七章第七章 80C51的串行口的串行口7.2 80C51的串行口的串行口7.1 计算机串行通信基础计算机串行通信基础7.3 单片机串行口应用举例单片机串行口应用举例第七章第七章 80C51的串行口的串行口 7.1 计算机串行通信基础计算机串行通信基础 随着多微机系统的广泛应用和计算机网络随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得技术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。重要。计算机通信计算机通信是指计算机与外部设备或是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换计算机与计算机之间的信息交换。通信有通信有并行通信并
2、行通信和和串行通信串行通信两种方式。在两种方式。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。多采用串行通信方式。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 计算机通信计算机通信可以可以分为两大类：并行通信与串行通信。分为两大类：并行通信与串行通信。1、并行通信：、并行通信：通常是将数据字节的各位用多条数通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送据线同时进行传送。优点：优点：控制简单、传输速度快；控制简单、传输速度快；缺点：缺点：由于传输线由于传输线较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存
3、在困难。收存在困难。第七章第七章 80C51的串行口的串行口2、串行通信、串行通信:是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。优点优点：传输线少，长距离传送时成本低，且可：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备；以利用电话网等现成的设备；缺点：缺点：数据的传送控制比并行通信复杂，传输数据的传送控制比并行通信复杂，传输速度慢。速度慢。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 7.1.1 7.1.1 串行通信的基本概念串行通信的基本概念 一、异步通信与同步通信一、异步通信与同步通信 1 1、异步通信、异步通信 异步通信异步通信是指通信的是指通信的发送与接收设备使用
4、各自的发送与接收设备使用各自的时钟时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 异步通信是异步通信是以字符（构成的帧）为单位进以字符（构成的帧）为单位进行传输行传输，字符与字符之间的间隙（时间间隔），字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，即时间传送的，即字符之间是异步的字符之间是异步的（字符之（字符之间不一定有间不一定有“位间隔位间隔”的整数倍的关系）
5、，的整数倍的关系），但但同一字符内的各位是同步的同一字符内的各位是同步的（各位之间的（各位之间的距离均为距离均为“位间隔位间隔”的整数倍）。的整数倍）。第七章第七章 80C51的串行口的串行口异步通信的数据格式异步通信的数据格式：异步通信的特点异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格：不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加要附加23位用于起止位，各帧之间还有间位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。隔，因此传输效率不高。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 2、同步通信、同步通信 同步通信时要建立发送方时钟对
6、接收方时钟的直同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。传输数据的位之间的接控制，使双方达到完全同步。传输数据的位之间的距离均为距离均为“位间隔位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即留间隙，即保持位同步保持位同步关系，关系，也保持字符同步也保持字符同步关系。关系。发送方对接收方的同步可以通过两种方法实现。发送方对接收方的同步可以通过两种方法实现。外同步外同步 自同步自同步第七章第七章 80C51的串行口的串行口面向字符的同步格式面向字符的同步格式：此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字
7、符集（如符集（如ASCIIASCII码）中的字符所组成。图中码）中的字符所组成。图中帧头为帧头为1 1个个或或2 2个同步字符个同步字符SYNSYN（ASCIIASCII码为码为16H16H）。）。SOHSOH为序始为序始字字符（符（ASCIIASCII码为码为01H01H），表示标题的开始，），表示标题的开始，标题标题中包含中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。源地址、目标地址和路由指示等信息。STXSTX为文始为文始字字符（符（ASCIIASCII码为码为02H02H），表示传送的数据块开始。），表示传送的数据块开始。数据数据块块是传送的正文内容，由多个字符组成。是传送的正文内容，由多个
8、字符组成。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 数据块后面是数据块后面是组终字符组终字符ETBETB（ASCIIASCII码为码为17H17H）或）或文文终字符终字符ETXETX（ASCIIASCII码为码为03H03H）。然后是）。然后是校验码校验码。典型典型的面向字符的同步规程如的面向字符的同步规程如IBMIBM的二进制同步规程的二进制同步规程BSCBSC。面向位的同步格式面向位的同步格式：此时，将数据块看作数据流，并用序列此时，将数据块看作数据流，并用序列0111111001111110作为开始和结束标志。作为开始和结束标志。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 为了避免在数据流
9、中出现序列为了避免在数据流中出现序列0111111001111110时引起的混时引起的混乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现5 5个连续个连续的的1 1就插入一个附加的就插入一个附加的0 0；接收方则每检测到；接收方则每检测到5 5个连续个连续的的1 1并且其后有一个并且其后有一个0 0时，就删除该时，就删除该0 0。典型的面向位的同步协议如典型的面向位的同步协议如ISOISO的高级数据链路控的高级数据链路控制规程制规程HDLCHDLC和和IBMIBM的同步数据链路控制规程的同步数据链路控制规程SDLCSDLC。同步通信的特点同步通信的特点是以特定的位组
10、合是以特定的位组合“01111110”01111110”作作为帧的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任为帧的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输的效率较高，但实现的硬件设备比异意位。所以传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。步通信复杂。第七章第七章 80C51的串行口的串行口二、串行通信的传输方向二、串行通信的传输方向1 1、单工、单工 是指数据传输仅能沿是指数据传输仅能沿一个方向一个方向，不能实现反向传输。，不能实现反向传输。2 2、半双工、半双工 是指数据传输可以沿是指数据传输可以沿两个方向两个方向，但需要分时进行。，但需要分时进行。3 3、全双工、全双工全
11、双工全双工是指数据可以是指数据可以同时进行双向同时进行双向传输。传输。单工 半双工半双工 全双工全双工第七章第七章 80C51的串行口的串行口 三、信号的调制与解调三、信号的调制与解调 利用调制器（利用调制器（ModulatorModulator）把数字信号转换成模拟把数字信号转换成模拟信号信号，然后送到通信线路上去，再由解调器，然后送到通信线路上去，再由解调器（DemodulatorDemodulator）把从通信线路上收到的）把从通信线路上收到的模拟信号转模拟信号转换成数字信号换成数字信号。由于通信是双向的，调制器和解调器。由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器
12、合并在一个装置中，这就是调制解调器MODEMMODEM。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 四、串行通信的错误校验四、串行通信的错误校验 1 1、奇偶校验、奇偶校验 在发送数据时，数据位尾随的在发送数据时，数据位尾随的1 1位为奇偶校验位位为奇偶校验位（1 1或或0 0）。）。奇校验时，数据中奇校验时，数据中“1”1”的个数与校验位的个数与校验位“1”1”的的个数之和应为奇数；偶校验时，数据中个数之和应为奇数；偶校验时，数据中“1”1”的个数的个数与校验位与校验位“1”1”的个数之和应为偶数。的个数之和应为偶数。接收字符时，对接收字符时，对“1”1”的个数进行校验，若发现不的个数进行校验
13、，若发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错一致，则说明传输数据过程中出现了差错。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 2 2、代码和校验、代码和校验 代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或），产生一个字节的校验字符（校验和）附加到异或），产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块（除校验数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字节异或），将所得的结果与发字节外）求和（或各字节异或），将所得的结果与发送方的送方的“校验和校验和”进行比较，相符则无差错，否则即进行比较，相符则无差
14、错，否则即认为传送过程中出现了差错。认为传送过程中出现了差错。3 3、循环冗余校验、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储位之间的循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验等。这种校验方法纠错能力强。区的完整性校验等。这种校验方法纠错能力强。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 五、传输速率与传输距离五、传输速率与传输距离 1 1、传输速率、传输速率 比特率比特率是是每秒钟传输二进制代码的位数每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：，单位是：位秒（位秒（bpsbps）。如每秒
15、钟传送）。如每秒钟传送240240个字符，而每个字个字符，而每个字符格式包含符格式包含1010位位(1(1个起始位、个起始位、1 1个停止位、个停止位、8 8个数据个数据位位)，这时的比特率为：，这时的比特率为：1010位位240240个个/秒秒 =2400 bps=2400 bps 波特率波特率表示表示每秒钟调制信号变化的次数每秒钟调制信号变化的次数，单位是：，单位是：波特（波特（BaudBaud）。）。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 波特率和比特率不总是相同的，波特率和比特率不总是相同的，对于将数字信号对于将数字信号1 1或或0 0直接用两种不同电压表示的所谓基带传输，比特直接用
16、两种不同电压表示的所谓基带传输，比特率和波特率是相同的。率和波特率是相同的。所以，我们也经常用波特率表所以，我们也经常用波特率表示数据的传输速率。示数据的传输速率。2 2、传输距离与传输速率的关系、传输距离与传输速率的关系 串行接口或终端直接传送串行信息位流的最大距串行接口或终端直接传送串行信息位流的最大距离与传输速率及传输线的电气特性有关。当传输线使离与传输速率及传输线的电气特性有关。当传输线使用每用每0.3m0.3m（约（约1 1英尺）有英尺）有50PF50PF电容的非平衡屏蔽双绞电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距离随传输速率的增加而减小。当比特率线时，传输距离随传输速率的增加而减小。当比特
17、率超过超过1000 bps 1000 bps 时，最大传输距离迅速下降，如时，最大传输距离迅速下降，如9600 9600 bps bps 时最大距离下降到只有时最大距离下降到只有76m76m（约（约250250英尺）。英尺）。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 7.1.2 7.1.2 串行通信接口标准串行通信接口标准 一、一、RS-232CRS-232C接口接口 RS-232CRS-232C是是EIAEIA（美国电子工业协会）（美国电子工业协会）19691969年修订年修订的标准。的标准。RS-232CRS-232C定义了数据终端设备（定义了数据终端设备（DTEDTE）与数）与数据通信设
18、备（据通信设备（DCEDCE）之间的物理接口标准。）之间的物理接口标准。1 1、机械特性、机械特性 RS-232CRS-232C接口规定使用接口规定使用2525针连接器，连接器的尺针连接器，连接器的尺寸及每个插针的排列位置都有明确的定义。（阳头）寸及每个插针的排列位置都有明确的定义。（阳头）第七章第七章 80C51的串行口的串行口 2 2、功能特性、功能特性第七章第七章 80C51的串行口的串行口 3 3、电气特性、电气特性 RS-232采用负逻辑电平：-3-15V为逻辑1，+3-+15V为逻辑0。由于与TTL和MOS电平不兼容，连接时必须外加电平转换电路。发送和接受信号线建议采用多芯电缆，总
19、负载电容不能超过2500F。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 4 4、过程特性、过程特性 过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正确过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正确地接收和发送数据地接收和发送数据。远程通信连接远程通信连接 第七章第七章 80C51的串行口的串行口近程通信连接近程通信连接 第七章第七章 80C51的串行口的串行口5 5、RS-232CRS-232C电平与电平与TTLTTL电平转换驱动电路电平转换驱动电路第七章第七章 80C51的串行口的串行口 6 6、采用、采用RS-232CRS-232C接口存在的问题接口存在的问题 1 1、传输距离短，传输速率低传输距离短，
20、传输速率低 RS-232CRS-232C总线标准受电容允许值的约束，使用时传总线标准受电容允许值的约束，使用时传输距离一般不要超过输距离一般不要超过1515米（线路条件好时也不超过几米（线路条件好时也不超过几十米）。最高传送速率为十米）。最高传送速率为20Kbps20Kbps。2 2、有电平偏移有电平偏移 RS-232CRS-232C总线标准要求收发双方共地。通信距离较总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时，收发双方的地电位差别较大，在信号地上将有大时，收发双方的地电位差别较大，在信号地上将有比较大的地电流并产生压降。比较大的地电流并产生压降。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 3 3
21、、抗干扰能力差抗干扰能力差 RS-232CRS-232C在电平转换时采用单端输入输出，在传输在电平转换时采用单端输入输出，在传输过程中当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信过程中当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信噪比，噪比，RS-232CRS-232C总线标准不得不采用比较大的电压摆总线标准不得不采用比较大的电压摆幅。幅。二、二、RS-422ARS-422A接口接口 RS-422ARS-422A输出驱动器为双端平衡驱动器输出驱动器为双端平衡驱动器。如果其中。如果其中一条线为逻辑一条线为逻辑“1”1”状态，另一条线就为逻辑状态，另一条线就为逻辑“0”0”，比采用单端不平衡驱动对电压的放大
22、倍数大一倍。比采用单端不平衡驱动对电压的放大倍数大一倍。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 差分电路差分电路能从地线干扰中拾取有效信号，差分接能从地线干扰中拾取有效信号，差分接收器可以分辨收器可以分辨200mV200mV以上电位差。若传输过程中混入以上电位差。若传输过程中混入了干扰和噪声，由于差分放大器的作用，可使干扰了干扰和噪声，由于差分放大器的作用，可使干扰和噪声相互抵消。因此可以避免或大大减弱地线干和噪声相互抵消。因此可以避免或大大减弱地线干扰和电磁干扰的影响。扰和电磁干扰的影响。RS-422ARS-422A传输速率（传输速率（90Kbps90Kbps）时，传输距离可达时，传输距离
23、可达12001200米。米。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 三、三、RS-485RS-485接口接口 RS-485RS-485是是RS-422ARS-422A的变型：的变型：RS-422ARS-422A用于全双工，用于全双工，而而RS-485RS-485则用于半双工。则用于半双工。RS-485RS-485是一种是一种多发送器多发送器标标准，在通信线路上最多可以使用准，在通信线路上最多可以使用32 32 对差分驱动器对差分驱动器/接收器。如果在一个网络中连接的设备超过接收器。如果在一个网络中连接的设备超过3232个，个，还可以使用中继器。还可以使用中继器。第七章第七章 80C51的串行
24、口的串行口 RS-485 RS-485的信号传输采用两线间的电压来表示逻辑的信号传输采用两线间的电压来表示逻辑1 1和逻辑和逻辑0 0。由于发送方需要。由于发送方需要两根传输线两根传输线，接收方也需，接收方也需要两根传输线。传输线采用差动信道，所以它的干扰要两根传输线。传输线采用差动信道，所以它的干扰抑制性极好，又因为它的阻抗低，无接地问题，所以抑制性极好，又因为它的阻抗低，无接地问题，所以传输距离可达传输距离可达12001200米米，传输速率可达，传输速率可达1Mbps1Mbps。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 RS-485 RS-485是一点对多点的通信接口，一般采用是一点对多点
25、的通信接口，一般采用双绞双绞线线的结构。普通的的结构。普通的PCPC机一般不带机一般不带RS485RS485接口，因此要接口，因此要使用使用RS-232C/RS-485RS-232C/RS-485转换器。对于单片机可以通过转换器。对于单片机可以通过芯片芯片MAX485MAX485来完成来完成TTL/RS-485TTL/RS-485的电平转换。的电平转换。在计算机和单片机组成的在计算机和单片机组成的RS-485RS-485通信系统中，下通信系统中，下位机由单片机系统组成，上位机为普通的位机由单片机系统组成，上位机为普通的PCPC机，负责机，负责监视下位机的运行状态，并对其状态信息进行集中处监视下
26、位机的运行状态，并对其状态信息进行集中处理，以图文方式显示下位机的工作状态以及工业现场理，以图文方式显示下位机的工作状态以及工业现场被控设备的工作状况。系统中各节点（包括上位机）被控设备的工作状况。系统中各节点（包括上位机）的识别是通过设置不同的站地址来实现的。的识别是通过设置不同的站地址来实现的。第七章第七章 80C51的串行口的串行口7.2 AT89S517.2 AT89S51的串行口的串行口 7.2.17.2.1 89S51 89S51串行口的结构串行口的结构 图7-1 AT89S51单片机串行口第七章第七章 80C51的串行口的串行口内部结构如图7-1。1、两个物理上独立、两个物理上独
27、立的接收、发送缓冲器接收、发送缓冲器SBUF（属于特殊功能寄存器），可同时发送、接收数据。发送缓冲器发送缓冲器只写不能读。接收缓冲器接收缓冲器只读不能写。2、两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址共用一个特殊功能寄存器字节地址（99H）。3、控制寄存器两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。31第七章第七章 80C51的串行口的串行口 SCONSCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收的工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：发送控制以及设置状态标志：7.2.27.2.2 80C51 80C51串行口的控制寄存器串行口的控制寄存器 S
28、M0SM0和和SM1SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式：为工作方式选择位，可选择四种工作方式：第七章第七章 80C51的串行口的串行口 SM2SM2：多机通信控制位多机通信控制位，主要用于方式，主要用于方式2 2和方式和方式3 3。1 1、当串口以方式、当串口以方式2 2或方式或方式3 3接收时：接收时：（1 1）当）当SM2=1SM2=1，只有当接收到的第接收到的第9 9位数据位数据（RB8）为为“1”1”时时，才使RI置“1”，产生中断请求，并将接收到的前8位数据送入SBUF。当接收到的第接收到的第9 9位数据位数据（RB8RB8）为为“0”0”时时，则将接收到的前8位数据丢弃。（
29、2 2）当）当SM2=0SM2=0时时，则不论第不论第9 9位数据是位数据是“1”1”还是还是“0”0”，都将前8位数据送入SBUF中，并使并使RIRI置置“1”1”，产生中断请求。2 2、其它方式、其它方式 方式方式1 1时如果SM2=1，只有收到有效的停止位时才会激活RI。方式方式0 0时，SM2必须为0第七章第七章 80C51的串行口的串行口REN:REN:允许串行接收位允许串行接收位。由软件置由软件置REN=1REN=1，则启动串行口接收数据；，则启动串行口接收数据；若软件置若软件置REN=0REN=0，则禁止接收。，则禁止接收。TB8TB8：在方式：在方式2 2或方式或方式3 3中，
30、是发送数据的第九位中，是发送数据的第九位，可以用软件规定其作用。可以用作数据的奇偶校验位，可以用软件规定其作用。可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧或在多机通信中，作为地址帧/数据帧的标志位。数据帧的标志位。在方式在方式0 0和方式和方式1 1中，该位未用。中，该位未用。RB8RB8：在方式：在方式2 2或方式或方式3 3中，是接收到数据的第九位中，是接收到数据的第九位，作为奇偶校验位或地址帧作为奇偶校验位或地址帧/数据帧的标志位。在方式数据帧的标志位。在方式1 1时，若时，若SM2=0SM2=0，则，则RB8RB8是接收到的停止位。是接收到的停止位。第七章第七章 80C51的
31、串行口的串行口 TI：发送中断标志位。在方式0时，当串行发送第8位数据结束时，或在其它方式，串行发送停止位的开始时，由内部硬件使TI置1，向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。RI：接收中断标志位。在方式0时，当串行接收第8位数据结束时，或在其它方式，串行接收停止位的中间时，由内部硬件使RI置1，向CPU发中断申请。也必须在中断服务程序中，用软件将其清0，取消此中断申请。第七章第七章 80C51的串行口的串行口SCONSCON的设置方法：的设置方法：例1:将串行口设置为工作方式1，发送 解：MOV SCON，#01000000B 例2:将串行口设置为工作方式
32、1，接收 解：MOV SCON，#01010000B 例3:将串行口设置为工作方式3，接收 解：MOV SCON，#11110000B第七章第七章 80C51的串行口的串行口7.1.2 特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCON 字节地址字节地址为为87H，不能位寻址。如，不能位寻址。如图，图，PCONPCON中只中只有一位有一位SMODSMOD与串行口工作有关与串行口工作有关：SMODSMOD（PCON.7PCON.7）波特率倍增位。在串行口方波特率倍增位。在串行口方式式1 1、方式、方式2 2、方式、方式3 3时，波特率与时，波特率与SMODSMOD有关，当有关，当SMOD=1SMOD=1时，波
33、特率提高一倍。复位时，时，波特率提高一倍。复位时，SMOD=0SMOD=0。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 7.2.37.2.3 80C51 80C51串行口的工作方式串行口的工作方式 一、方式一、方式0 0 方式方式0 0时，串行口为同步移位寄存器的时，串行口为同步移位寄存器的输入输出方式。主要用于扩展并行输入或输出口。数输入输出方式。主要用于扩展并行输入或输出口。数据由据由RXDRXD（P3.0P3.0）引脚输入或输出，同步移位脉冲由）引脚输入或输出，同步移位脉冲由TXDTXD（P3.1P3.1）引脚输出。发送和接收均为）引脚输出。发送和接收均为8 8位数据，低位数据，低位在先，
34、高位在后。波特率固定为位在先，高位在后。波特率固定为fosc/12fosc/12。1 1、方式、方式0 0输出输出第七章第七章 80C51的串行口的串行口 2 2、方式、方式0 0输入输入 方式方式0 0接收和发送电路接收和发送电路第七章第七章 80C51的串行口的串行口 3 3、方式、方式0 0输出的应用输出的应用 例例1 1：如图：如图7-27-2为串行口工作在方式为串行口工作在方式0 0，通过，通过74LS16474LS164的输出的输出来控制来控制8 8个外接个外接LEDLED发光二极管亮灭的接口电路。发光二极管亮灭的接口电路。当串行口被设置在方式当串行口被设置在方式0 0输出时，串行
35、数据由输出时，串行数据由RXDRXD端（端（P3.0P3.0）送出，移位脉冲由送出，移位脉冲由TXDTXD端（端（P3.1P3.1）送出。在移位脉冲的作用下，）送出。在移位脉冲的作用下，串行口发送缓冲器的数据逐位地从串行口发送缓冲器的数据逐位地从RXDRXD端串行地移入端串行地移入74LS16474LS164中。编写程序控制中。编写程序控制8 8个发光二极管轮流点亮。个发光二极管轮流点亮。40图7-2第七章第七章 80C51的串行口的串行口 【例【例7-17-1】如如图图7-27-2所示，编写程序控制所示，编写程序控制8 8个发光个发光二极管轮流点亮。二极管轮流点亮。图中74LS164的CLK
36、端为同步脉冲输入端，CLR为控制端，当CLR=0时，允许串行数据从A和B端输入但是8位并行输出端关闭；当CLR=1时，A和B输入端关闭，但是允许74LS164中的8位数据并行输出。当8位串行数据发送完毕后，引起中断，在中断服务程序中，单片机通过串行口输出下一个8位数据。采用中断方式的参考程序如下。第七章第七章 80C51的串行口的串行口采用中断方式的参考程序采用中断方式的参考程序#include#include sbit P1_0=0 x90；xdata char nSendByte；delay()；main()SCON=0 x00；EA=1；ES=1；SBUF=nSendByte；P1_0=
37、0；for(；)void Serial_Port()interrupt 4 using 0 if(TI=1)P1_0=1；delay()；P1_0=0；nSendByte=1；if(nSendByte=0)nSendByte=1；SBUF=nSendByte；TI=0；RI=0；delay()int nCounter；for(nCounter=0；nCounter128；nCounter+)；第七章第七章 80C51的串行口的串行口 程序说明：（1）定义了全局变量nSendByte，以便在中断服务程序中能访问该变量。nSendByte用于存放从串口发出的字符，在程序中使用操作符对nSendBy
38、te变量进行移位，使得从串口发出的数据为0 x01,0 x02,0 x04，0 x08，0 x10，0 x20，0 x40，0 x80，从而逐个点亮不同的发光二极管。（2）if语句的作用是当nSendByte左移一位由0 x80变为0 x00后，需对变量nIndex重新赋值为1。（3）主程序中的SBUF=nSendByte语句必不可少，如没有该语句，主程序并不从串行口发送数据，也就不会有发送完成中断。（4）循环语句for(；)的循环条件为空，表示for循环为一个无限循环，与while(1)实现同样的功能。第七章第七章 80C51的串行口的串行口二、二、方式方式1 1方式1为双机串行通信方式，如
39、图图7-37-3所示。当SM0SM0、SM1=01SM1=01时，串行口设为方式1的双机串行通信。TXD脚和RXD脚分别用于发送和接收数据。图图7-3 方式1双机串行通信的连接电路第七章第七章 80C51的串行口的串行口方式1一帧数据为一帧数据为10位位，1个起始位（个起始位（0），），8个数个数据位，据位，1个停止位（个停止位（1），），先发送或接收最低位。帧格式如图7-4。图7-4 方式1的帧格式方式1为波特率可变波特率可变的8位异步通信接口。波特率由下式确定：方式方式1波特率波特率=定时器T1的溢出率SMOD为PCON寄存器的最高位的值（0或1）。45SMOD232第七章第七章 80C5
40、1的串行口的串行口1 1方式方式1 1发送发送方式1输出时，数据位由TXDTXD端端输出，发送一帧信息一帧信息为为1010位位：1 1位起始位位起始位0 0，8 8位数据位（先低位）和位数据位（先低位）和1 1位停位停止位止位1 1。当CPU执行一条数据写SBUF的指令，就启动发启动发送送。发送时序见图图7-57-5。图7-5中TXTX时钟时钟的频率就是发送的波特率。发送开始时发送开始时，内部发送控制信号变为有效，将起始位向TXD脚（P3.0）输出，此后每经过一个TX时钟周期，产生一个移位脉冲，并由TXD引脚输出一个数据位。8 8位数据位全部发送完毕后位数据位全部发送完毕后，中断标志位TITI
41、置置“1 1。46第七章第七章 80C51的串行口的串行口 图图7-5 方式方式1发送时序发送时序47图图7-67-6 方式方式1 1接收时序接收时序第七章第七章 80C51的串行口的串行口2 2方式方式1 1接收接收方式方式1 1接收时（接收时（RENREN=1 1），数据从），数据从RXDRXD（P3.1P3.1）引脚）引脚输入。当输入。当检测到起始位的检测到起始位的负跳变负跳变，则，则开始接收开始接收。接收。接收时序见时序见图图7-67-6。接收时，定时控制信号有接收时，定时控制信号有两种两种，一种一种是是接收移位时接收移位时钟钟（RXRX时钟），它的频率和传送的波特率相同。时钟），它的
42、频率和传送的波特率相同。另一另一种种是是位检测器采样脉冲位检测器采样脉冲，频率是频率是RXRX时钟的时钟的1616倍倍。以波。以波特率的特率的1616倍速率采样倍速率采样RXDRXD脚状态。脚状态。当采样到当采样到RXDRXD端从端从1 1到到0 0的负跳变时就启动检测器的负跳变时就启动检测器，接收的值是接收的值是3 3次次连续采样连续采样（第（第7 7、8 8、9 9个脉冲时采样）取个脉冲时采样）取两次相同两次相同的值的值，以确认，以确认起始位（负跳变）的开始，较好地消除干扰引起的影起始位（负跳变）的开始，较好地消除干扰引起的影响。响。48第七章第七章 80C51的串行口的串行口 图图7-6
43、 方式方式1接收时序接收时序49 当起始位有效起始位有效时，开始接收一帧信息。每一位数据都进行3次连续采样次连续采样（第7、8、9个脉冲采样），接收的值是3次采样中至少次采样中至少两次两次相同的值相同的值。当一帧数据接接收完毕后收完毕后，同时当起始位有效起始位有效时，开始接收一帧信息。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 每一位数据都进行3 3次连续采样次连续采样（第7、8、9个脉冲采样），接收的值是3 3次采样中至少次采样中至少两次两次相同的值相同的值。当一帧数据接收完毕后接收完毕后，同时满足以下两个条件，接收才有效。（1 1）RI=0RI=0，即上一帧数据接收完成时，RI=1发出的中断
44、请求已被响应，SBUF中的数据已被取走，说明说明“接收接收SBUF”SBUF”已空。已空。（2 2）SM2=0SM2=0或收到的停止位或收到的停止位=1 1（方式1时，停止位已进入RB8），则将接收到的数据装入SBUF和RB8（装入的是停止位），且中断标志RI置“1”。若不同时满足两个条件，收的数据不能装入SBUF，该帧数据将丢弃。50第七章第七章 80C51的串行口的串行口 三、方式三、方式2 2和方式和方式3 3 方式方式2 2或方式或方式3 3时为时为1111位数据的异步通信口。位数据的异步通信口。TXDTXD为为数据发送引脚，数据发送引脚，RXDRXD为数据接收引脚为数据接收引脚。方式
45、方式2 2和方式和方式3 3时起始位时起始位1 1位，数据位，数据9 9位（含位（含1 1位附加的第位附加的第9 9位，位，发送时为发送时为SCONSCON中的中的TB8TB8，接收时为，接收时为RB8RB8），停止位），停止位1 1位，一帧数据位，一帧数据为为1111位。方式位。方式2 2的波特率固定为晶振频率的的波特率固定为晶振频率的1/641/64或或1/321/32，方式，方式3 3的波特率由定时器的波特率由定时器T1T1的溢出率决定。的溢出率决定。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 1 1、方式、方式2 2和方式和方式3 3输出输出 发送开始时，先把起始位发送开始时，先把起始位
46、0 0输出到输出到TXDTXD引脚，然后发送移位引脚，然后发送移位寄存器的输出位（寄存器的输出位（D0D0）到）到TXDTXD引脚。每一个移位脉冲都使输出引脚。每一个移位脉冲都使输出移位寄存器的各位右移一位，并由移位寄存器的各位右移一位，并由TXDTXD引脚输出。引脚输出。第一次移位时，停止位第一次移位时，停止位“1”1”移入输出移位寄存器的第移入输出移位寄存器的第9 9位位上上 ，以后每次移位，左边都移入，以后每次移位，左边都移入0 0。当停止位移至输出位时，。当停止位移至输出位时，左边其余位全为左边其余位全为0 0，检测电路检测到这一条件时，使控制电路，检测电路检测到这一条件时，使控制电路
47、进行最后一次移位，并置进行最后一次移位，并置TI=1TI=1，向，向CPUCPU请求中断。请求中断。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 2 2、方式、方式2 2和方式和方式3 3输入输入 接收时，数据从右边移入输入移位寄存器，在起始接收时，数据从右边移入输入移位寄存器，在起始位位0 0移到最左边时，控制电路进行最后一次移位。当移到最左边时，控制电路进行最后一次移位。当RI=0RI=0，且，且SM2=0SM2=0（或接收到的第（或接收到的第9 9位数据为位数据为1 1）时，接）时，接收到的数据装入接收缓冲器收到的数据装入接收缓冲器SBUFSBUF和和RB8RB8（接收数据的（接收数据的第第
48、9 9位），置位），置RI=1RI=1，向，向CPUCPU请求中断。如果条件不满足，请求中断。如果条件不满足，则数据丢失，且不置位则数据丢失，且不置位RIRI，继续搜索，继续搜索RXDRXD引脚的负跳引脚的负跳变。变。第七章第七章 80C51的串行口的串行口 四、波特率的计算四、波特率的计算 在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有约定。通过软件可对单片机串行口编程为四种工要有约定。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中方式作方式，其中方式0 0和方式和方式2 2的波特率是固定的，而方的波特率是固定的，而方式式1 1和方式和方式3
49、3的波特率是可变的，由定时器的波特率是可变的，由定时器T1T1的溢出率的溢出率来决定。来决定。串行口的四种工作方式对应串行口的四种工作方式对应三种波特率三种波特率。由于输入。由于输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波特率计的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波特率计算公式也不相同。算公式也不相同。方式方式0 0的波特率的波特率 =fosc/12=fosc/12 方式方式2 2的波特率的波特率 =（2 2SMOD/64/64）fosc fosc 方式方式1 1的波特率的波特率 =（2 2SMOD/32/32）（T1T1溢出率）溢出率）方式方式3 3的波特率的波特率 =（2 2SMOD/3
50、2/32）（T1T1溢出率）溢出率）第七章第七章 80C51的串行口的串行口 方式1的波特率可变,由下式决定 方式3的波特率可变,T1采用方式2时由下式决定波特率 23212256soscfXmod()2(123221322modmodXfTKoscss波特率Xfoscs2562384()mod波特率第七章第七章 80C51的串行口的串行口 当当T1T1作为波特率发生器时，最典型的用法是使作为波特率发生器时，最典型的用法是使T1T1工作在自动再装入的工作在自动再装入的8 8位定时器方式（即方式位定时器方式（即方式2 2，且，且TCONTCON的的TR1=1TR1=1，以启动定时器）。这时溢出率
