单片机课件 第7章
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
SCON 各位的意义 (1). SM0、SM1——串行口4种工作方式的选择位 SM0 SM1 0 0 1 0 1 0 方式 0 1 2 功能说明 同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口） 8位异步收发，波特率可变（由定时器控制） 9位异步收发，波特率为fosc/64或fosc/32
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7.2 串行口的4种工作方式
7.2.1 方式0
1
0
1
1
0
0
0
1
方式0扩展输出口 执行： MOV A,#8DH MOV SBUF,A ;8DH= 1 0 0 0 1 1 0 1
最终
P3.0 P3.1 P1.0 RXD
0 1
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
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；TI位清“0” ；RI位清“0”
7.2 串行口的4种工作方式
方式0扩展输入口
7.2.1 方式0
1 0 0 0 1 0 1 1 移位寄存器 CP
RXD P3.0 1 TXD P3.1
0 0 0 0 0 0 0 0 AT89C51
在TXD输出移位脉冲信号控制下，移位寄存器的数据移入接收SBUF
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串行口通信基本知识
1、串行通信和并行通信
并行通信：即数据的各位同时传送；特点：传送速率快，但数据线较
多。 串行通信：即数据一位一位顺序传送。特点：只要一根数据线，设备
简单，但传送速率较慢。
发送
计算机1 GND 计算机2 GND 计算机1 GND
接收
计算机2 GND
MOV SBUF,A
发送引脚
接收引脚
MOV
A,SBUF
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7.1 串行口的结构
AT89C51串行口通信口的基本概念 发送
发送时，只要将需要发送的字节
送到发送缓冲器， MOV SBUF,A
TXD
RXD 89C51 ①
RXD
TXD 89C51 ②
则串行口自动地按照指定的数据
并行通信
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· · ·
串行通信
串行口通信基本知识
2、异步通信方式与同步通信方式
异步通信：通信双方使用各自的时钟控制发送和接收。由起始位和结
束位来实现收、发同步。 在异步通信中，数据是一帧一帧传送的，帧为收发双方传数据的基本
单位，一帧数据由一个起始位“0”，5~8位数据（低位在前），奇偶
I/O口。
8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。波特率 固定为fosc/12，即一个机器周期处理1位。方式0帧格式如下：
1．方式0发送
当CPU执行一条将数据写入发送缓冲器SBUF的指令时，产生一个正脉
冲，串行口即把SBUF中的8位数据以fosc/12的固定波特率从RXD引脚 串行输出，低位在先，TXD引脚输出同步移位脉冲，发送完8位数据置 “1”中断标志位TI。时序如图7-5所示。
(5). RB8——接收到的第9位数据 方式2和3时，RB8存放接收到的第9位数据。在方式1，如果SM2=0，
RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
若PD=1，单片机进入掉电工作方式。 (4). IDL—待机方式位
IDL=1，单片机进入待机工作方式。
有关单片机的掉电工作方式和待机工作方式，请查阅相关资料。
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7.2 串行口的4种工作方式
7.2.1 方式0
方式0：同步移位寄存器方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行
校验位或多机标志位（可无），最后是一个停止位“1”构成。 42H数据帧结构如图所示（8位数据，1位奇偶校验位）。 TXD 1位数据的 停留时间
起 始 位 0
1
0
0
0
0
1
0
0
校 验 位
停 止 位
T
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串行口通信基本知识
2、异步通信方式与同步通信方式
同步通信：收发双方的时钟实现同步。同步传送方式是一种连续传送
冲信号，并从RXD接收数据，接收器以fosc/12的固定波特率采样RXD
引脚的数据信息，当收到8位数据时置“1” RI，表示一帧数据接收完。 方式0下，SCON中的TB8、RB8位没有用到，发送或接收完8位数 据由硬件置“1”TI或RI。CPU响应中断。TI或RI须由用户软件清“0”， 可用如下指令： CLR TI CLR RI 方式0时，SM2位必须为0。
格式、波特率从TXD引脚发送。 需要解决的问题
①.如何指定发送数据格式和波特率，确定工作方式问题；
②.如何知道一个字节已经发送完毕，发送完后才能发送下一个字节；
③.多机通信及其它问题。
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7.1 串行口的结构
AT89C51串行口通信口的基本概念 接收 通过SFR解决问题 TXD RXD
注意：RI必须由软件清0，即在中断服务程序要对 RI 清0。
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7.1 串行口的结构
7.1.2 特殊功能寄存器PCON
特殊功能控制寄存器SCON 字节地址87H，无位寻址，格式如图所示
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
PCON SMOD —
—
方式，适合于大量数据的高速传送。 在异步传输中，每一帧数据都要用一个起始位“0”作为一帧数据
的开始，用一个停止位“1”作为一帧数据的结束，至少占用了1/5的时
间。同步通信方式由于收发双方实现时钟同步，所以不需要起始位和 停止位。但实现收发双方时钟同步，硬件电路复杂。
3、串行通信制式
单工：数据只能单向传送； 半双工：数据虽能双向传输，但任一时刻仅能单向传送； 全双工：收、发各用一根信号线，任何时刻通信双方可以同时双向传 输串行数据。
启动接收后，串行口自动接收
RXD引脚串行数据，接收完一 个字节后自动送到接收缓冲器，
RXD
TXD 8
MOV A,SBUF 需要解决的问题 ①.如何启动接收；
89C51 ①
②.如何指定接收数据格式和波特率，确定工作方式问题；
③.如何知道已经接收了一个字节，以便及时读走； ③.多机通信及其它问题。
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串行口通信基本知识
4、波特率
波特率定义：串行口每秒钟发送（或接收）的位数称为波特率。
设发送每一位数据所需要的时间为T，则波特率 = 1/T。 5、通信协议
数据通信的双方进行数据传输的一些约定，包括通信方式，波特率，
帧格式，校验方式等，通信的双方必须遵守统一的通信协议。 AT89C51单片机串行通信口 AT89C51单片机内有一个全双工的串行通信口。 可同时发送、接收数据
(6). TI——发送中断标志位 TI =1，表示发送SBUF空，即已将发送SBUF中的一帧数据发送结束， 请求给出新的发送数据。TI标志，可供软件查询，也可申请中断。 方式0时，串行发送第8位数据结束时由硬件置“1”； 其它工作方式，串行口发送停止位的开始时置TI=1； CPU响应中断后，向发送SBUF写入要发送的下一帧数据。
CR
TXD CP
74HC164
可以看出采用方式0，写入SBUF数据8DH，即从扩展输出口输出8DH
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7.2 串行口的4种工作方式
2．方式0接收——SM0、SM1=00
7.2.1 方式0
REN=1，启动接收，REN=0，禁止接收。
当向串口的SCON写入控制字（置为方式0，并置“1”REN位，同 时RI=0）时，产生一个正脉冲，这时，串行口开始从TXD输出移位脉
—
GF1
GF0 PD IDL
PCON 各位的意义
(1). SMOD—波特率选择位
例如：方式1的波特率的计算公式为： 方式1波特率= ( 2
SMOD
/32 )×定时器T1的溢出率
也称SMOD位为波特率倍增位。SMOD=1，波特率增加1倍。
(2). GF1、GF0—通用标志位 这两个标志位可供用户使用，可用软件置1或清0。两个标志位用户应 充分利用。
注意：TI必须由软件清0，即在中断服务程序要对 TI 清0。
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
(7). RI——接收中断标志位 RI =1，表示接收SBUF满，即一帧数据接收完毕，请求读走接收SBUF 的接收数据。RI标志，可供软件查询，也可申请中断。 方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置1。 其它工作方式，串行接收到停止位时，该位置“1”。 CPU响应中断后，读走接收SBUF中接收的一帧数据。
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
(4). TB8——发送的第9位数据 方式2和3时，TB8是要发送的第9位数据，由软件写入，可作为奇偶校 验位使用，也可作为地址帧或数据帧的标志。 1：地址帧 0：数据帧
有四种工作方式，帧格式有8、10、11位。
波特率可设置
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7.1 串行口的结构
AT89C51串行口内部结构如图所示，两个物理上独立的发送缓冲器和
接收缓冲器，可同时收、发数据 (全双工)。
两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址：SBUF ( 99H ) 控制寄存器共两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。
第7章 AT89C51单片机的串行口
在单片机的应用系统中，单机应用非常广泛，但在一些大 型、智能化系统中，必须要由多个单片机或者多个单片机和多 个其它计算机协同工作才能完成任务，因此，必然涉及到它们
之间的信息传递。
AT89C51单片机内有一个全双工串行通信接口。 本章应重点掌握AT89C51中串行通信口的基本原理，有关 的特殊功能寄存器，串行通信口的4种工作方式 ，以及串行通信 的软件编程。达到对AT89C51中串行通信口的正确使用。
1
1
3
9位异步收发，波特率可变（由定时器控制）
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
(2). SM2 ——多机通信控制位 ——用于方式2或方式3中。 当串行口以方式2或方式3接收时，如果SM2=1，只有当接收到的第9位 数据（RB8）为“1”时，才将接收到的前8位数据送入SBUF，并置“1” RI，产生中断请求；否则，则将接收到的前8位数据丢弃。 如果SM2=0，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都将前8位数据送入 SBUF中，并置“1” RI，产生中断请求。
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7.2 串行口的4种工作方式
方式1——SM0、SM1=01
7.2.2 方式1
一帧数据为10位，1个起始位（0），8个数据位，1个停止位（1），先
发送或接收最低位。帧格式如图所示
起始位 D0
0
D1
D2
D3
D4
D5
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7.1 串行口的结构
7.1.2 特殊功能寄存器PCON
特殊功能控制寄存器SCON 字节地址87H，无位寻址，格式如图所示
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
PCON SMOD —
—
—
GF1
GF0 PD IDL
PCON 各位的意义
(3). PD—掉电方式位
方式1时，如果SM2=1，则只有收到停止位时才会激活RI。
方式0时，SM2必须为0。
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
(3). REN——允许串行接收位 REN由软件置“1”或清“0”。 REN=1，允许串行口接收数据；SETB REN=0，禁止串行口接收数据。CLR REN REN
7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
SCON 各位的意义 (1). SM0、SM1——串行口4种工作方式的选择位 SM0 SM1 0 0 1 0 1 0 方式 0 1 2 功能说明 同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口） 8位异步收发，波特率可变（由定时器控制） 9位异步收发，波特率为fosc/64或fosc/32
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7.2 串行口的4种工作方式
7.2.1 方式0
1
0
1
1
0
0
0
1
方式0扩展输出口 执行： MOV A,#8DH MOV SBUF,A ;8DH= 1 0 0 0 1 1 0 1
最终
P3.0 P3.1 P1.0 RXD
0 1
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
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；TI位清“0” ；RI位清“0”
7.2 串行口的4种工作方式
方式0扩展输入口
7.2.1 方式0
1 0 0 0 1 0 1 1 移位寄存器 CP
RXD P3.0 1 TXD P3.1
0 0 0 0 0 0 0 0 AT89C51
在TXD输出移位脉冲信号控制下，移位寄存器的数据移入接收SBUF
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串行口通信基本知识
1、串行通信和并行通信
并行通信：即数据的各位同时传送；特点：传送速率快，但数据线较
多。 串行通信：即数据一位一位顺序传送。特点：只要一根数据线，设备
简单，但传送速率较慢。
发送
计算机1 GND 计算机2 GND 计算机1 GND
接收
计算机2 GND
MOV SBUF,A
发送引脚
接收引脚
MOV
A,SBUF
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7.1 串行口的结构
AT89C51串行口通信口的基本概念 发送
发送时，只要将需要发送的字节
送到发送缓冲器， MOV SBUF,A
TXD
RXD 89C51 ①
RXD
TXD 89C51 ②
则串行口自动地按照指定的数据
并行通信
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串行通信
串行口通信基本知识
2、异步通信方式与同步通信方式
异步通信：通信双方使用各自的时钟控制发送和接收。由起始位和结
束位来实现收、发同步。 在异步通信中，数据是一帧一帧传送的，帧为收发双方传数据的基本
单位，一帧数据由一个起始位“0”，5~8位数据（低位在前），奇偶
I/O口。
8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。波特率 固定为fosc/12，即一个机器周期处理1位。方式0帧格式如下：
1．方式0发送
当CPU执行一条将数据写入发送缓冲器SBUF的指令时，产生一个正脉
冲，串行口即把SBUF中的8位数据以fosc/12的固定波特率从RXD引脚 串行输出，低位在先，TXD引脚输出同步移位脉冲，发送完8位数据置 “1”中断标志位TI。时序如图7-5所示。
(5). RB8——接收到的第9位数据 方式2和3时，RB8存放接收到的第9位数据。在方式1，如果SM2=0，
RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
若PD=1，单片机进入掉电工作方式。 (4). IDL—待机方式位
IDL=1，单片机进入待机工作方式。
有关单片机的掉电工作方式和待机工作方式，请查阅相关资料。
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7.2 串行口的4种工作方式
7.2.1 方式0
方式0：同步移位寄存器方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行
校验位或多机标志位（可无），最后是一个停止位“1”构成。 42H数据帧结构如图所示（8位数据，1位奇偶校验位）。 TXD 1位数据的 停留时间
起 始 位 0
1
0
0
0
0
1
0
0
校 验 位
停 止 位
T
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串行口通信基本知识
2、异步通信方式与同步通信方式
同步通信：收发双方的时钟实现同步。同步传送方式是一种连续传送
冲信号，并从RXD接收数据，接收器以fosc/12的固定波特率采样RXD
引脚的数据信息，当收到8位数据时置“1” RI，表示一帧数据接收完。 方式0下，SCON中的TB8、RB8位没有用到，发送或接收完8位数 据由硬件置“1”TI或RI。CPU响应中断。TI或RI须由用户软件清“0”， 可用如下指令： CLR TI CLR RI 方式0时，SM2位必须为0。
格式、波特率从TXD引脚发送。 需要解决的问题
①.如何指定发送数据格式和波特率，确定工作方式问题；
②.如何知道一个字节已经发送完毕，发送完后才能发送下一个字节；
③.多机通信及其它问题。
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7.1 串行口的结构
AT89C51串行口通信口的基本概念 接收 通过SFR解决问题 TXD RXD
注意：RI必须由软件清0，即在中断服务程序要对 RI 清0。
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7.1 串行口的结构
7.1.2 特殊功能寄存器PCON
特殊功能控制寄存器SCON 字节地址87H，无位寻址，格式如图所示
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
PCON SMOD —
—
方式，适合于大量数据的高速传送。 在异步传输中，每一帧数据都要用一个起始位“0”作为一帧数据
的开始，用一个停止位“1”作为一帧数据的结束，至少占用了1/5的时
间。同步通信方式由于收发双方实现时钟同步，所以不需要起始位和 停止位。但实现收发双方时钟同步，硬件电路复杂。
3、串行通信制式
单工：数据只能单向传送； 半双工：数据虽能双向传输，但任一时刻仅能单向传送； 全双工：收、发各用一根信号线，任何时刻通信双方可以同时双向传 输串行数据。
启动接收后，串行口自动接收
RXD引脚串行数据，接收完一 个字节后自动送到接收缓冲器，
RXD
TXD 8
MOV A,SBUF 需要解决的问题 ①.如何启动接收；
89C51 ①
②.如何指定接收数据格式和波特率，确定工作方式问题；
③.如何知道已经接收了一个字节，以便及时读走； ③.多机通信及其它问题。
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串行口通信基本知识
4、波特率
波特率定义：串行口每秒钟发送（或接收）的位数称为波特率。
设发送每一位数据所需要的时间为T，则波特率 = 1/T。 5、通信协议
数据通信的双方进行数据传输的一些约定，包括通信方式，波特率，
帧格式，校验方式等，通信的双方必须遵守统一的通信协议。 AT89C51单片机串行通信口 AT89C51单片机内有一个全双工的串行通信口。 可同时发送、接收数据
(6). TI——发送中断标志位 TI =1，表示发送SBUF空，即已将发送SBUF中的一帧数据发送结束， 请求给出新的发送数据。TI标志，可供软件查询，也可申请中断。 方式0时，串行发送第8位数据结束时由硬件置“1”； 其它工作方式，串行口发送停止位的开始时置TI=1； CPU响应中断后，向发送SBUF写入要发送的下一帧数据。
CR
TXD CP
74HC164
可以看出采用方式0，写入SBUF数据8DH，即从扩展输出口输出8DH
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7.2 串行口的4种工作方式
2．方式0接收——SM0、SM1=00
7.2.1 方式0
REN=1，启动接收，REN=0，禁止接收。
当向串口的SCON写入控制字（置为方式0，并置“1”REN位，同 时RI=0）时，产生一个正脉冲，这时，串行口开始从TXD输出移位脉
—
GF1
GF0 PD IDL
PCON 各位的意义
(1). SMOD—波特率选择位
例如：方式1的波特率的计算公式为： 方式1波特率= ( 2
SMOD
/32 )×定时器T1的溢出率
也称SMOD位为波特率倍增位。SMOD=1，波特率增加1倍。
(2). GF1、GF0—通用标志位 这两个标志位可供用户使用，可用软件置1或清0。两个标志位用户应 充分利用。
注意：TI必须由软件清0，即在中断服务程序要对 TI 清0。
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
(7). RI——接收中断标志位 RI =1，表示接收SBUF满，即一帧数据接收完毕，请求读走接收SBUF 的接收数据。RI标志，可供软件查询，也可申请中断。 方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置1。 其它工作方式，串行接收到停止位时，该位置“1”。 CPU响应中断后，读走接收SBUF中接收的一帧数据。
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
(4). TB8——发送的第9位数据 方式2和3时，TB8是要发送的第9位数据，由软件写入，可作为奇偶校 验位使用，也可作为地址帧或数据帧的标志。 1：地址帧 0：数据帧
有四种工作方式，帧格式有8、10、11位。
波特率可设置
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7.1 串行口的结构
AT89C51串行口内部结构如图所示，两个物理上独立的发送缓冲器和
接收缓冲器，可同时收、发数据 (全双工)。
两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址：SBUF ( 99H ) 控制寄存器共两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。
第7章 AT89C51单片机的串行口
在单片机的应用系统中，单机应用非常广泛，但在一些大 型、智能化系统中，必须要由多个单片机或者多个单片机和多 个其它计算机协同工作才能完成任务，因此，必然涉及到它们
之间的信息传递。
AT89C51单片机内有一个全双工串行通信接口。 本章应重点掌握AT89C51中串行通信口的基本原理，有关 的特殊功能寄存器，串行通信口的4种工作方式 ，以及串行通信 的软件编程。达到对AT89C51中串行通信口的正确使用。
1
1
3
9位异步收发，波特率可变（由定时器控制）
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
(2). SM2 ——多机通信控制位 ——用于方式2或方式3中。 当串行口以方式2或方式3接收时，如果SM2=1，只有当接收到的第9位 数据（RB8）为“1”时，才将接收到的前8位数据送入SBUF，并置“1” RI，产生中断请求；否则，则将接收到的前8位数据丢弃。 如果SM2=0，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都将前8位数据送入 SBUF中，并置“1” RI，产生中断请求。
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7.2 串行口的4种工作方式
方式1——SM0、SM1=01
7.2.2 方式1
一帧数据为10位，1个起始位（0），8个数据位，1个停止位（1），先
发送或接收最低位。帧格式如图所示
起始位 D0
0
D1
D2
D3
D4
D5
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7.1 串行口的结构
7.1.2 特殊功能寄存器PCON
特殊功能控制寄存器SCON 字节地址87H，无位寻址，格式如图所示
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
PCON SMOD —
—
—
GF1
GF0 PD IDL
PCON 各位的意义
(3). PD—掉电方式位
方式1时，如果SM2=1，则只有收到停止位时才会激活RI。
方式0时，SM2必须为0。
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7.1 串行口的结构
7.1.1 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示
(3). REN——允许串行接收位 REN由软件置“1”或清“0”。 REN=1，允许串行口接收数据；SETB REN=0，禁止串行口接收数据。CLR REN REN