第7章 89C51串行口及串行通信技术
秦晓飞系列-单片机原理及应用-第7章 89C51、S51串行口及串行通信技术
第7章 89C51/S51串行口及串行口通信技术
§7.1 §7.2 §7.3 §7.4 §7.5 §7.6 串行通信基本知识 串行口及应用 89C51/S51与89C51/S51点对点异步通信 89C51/S51与PC机间通信 无线单片机及其点到多点无线通信 RFID技术与物联网的应用
7.1 串行通信基本知识
7.1 串行通信基本知识
7.1.3 异步通信和同步通信 2.同步通信
同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示（常约定1~2个），并由时 钟来实现发送端和接收端同步，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序 传送数据，直到通信告一段落。 同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止位，仅在数据 块开始时用同步字符SYNC来指示，其数据格式如图7-4所示。
在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停 止位。首先是一个起始位（0），然后是5~8位数据（规定低位在前，高位在后） ，接下来是奇偶校验位（可省略），最后是停止位（1）。
• 起始位（0）信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达 。线路上在不传送字符时应保持为 1。接收端不断检测线路的状态，若连续为1 以后又测到一个0，就知道发来一个新字符， 应马上准备接收。字符的起始位 还被用作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进行。 • 数据位紧接在起始位后面，它可以是5（D0~D4）、6、7或8位（D0~D7）。 • 奇偶校验（D8）只占一位，但在字符中也可以规定不用奇偶校验位，则这一位 就可省去。也可用这一位（ 1/0 ）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（ 地址/数据等）。 • 停止位用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑1）。停止位可以是1位、 1.5位或2位。接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接 收下一个字符做好准备——只要再接收到 0，就是新的字符的起始位。若停止 位以后不是紧接着传送下一个字符，则使线路电平保持为高电平（逻辑1）。
单片机原理及接口技术李朝青课本答案第七章
第七章1、什么是串行异步通信，它有哪些作用？答：在异步串行通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或一字节数据）传送的，每一帧的数据格式参考书。
通信采用帧格式，无需同步字符。
存在空闲位也是异步通信的特征之一。
2、89C51单片机的串行口由哪些功能部件组成？各有什么作用？答：89C51单片机的串行接口由发送缓冲期SBUF，接收缓冲期SBUF、输入移位寄存器、串行接口控制器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。
由发送缓冲期SBUF发送数据，接收缓冲期SBUF接收数据。
串行接口通信的工作方式选择、接收和发送控制及状态等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示。
定时器T1产生串行通信所需的波特率。
3、简述串行口接收和发送数据的过程。
答：串行接口的接收和发送是对同一地址（99H）两个物理空间的特殊功能寄存器SBUF进行读和写的。
当向SBUF发“写”命令时（执行“MOV SBUF,A”），即向缓冲期SBUF装载并开始TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。
在满足串行接口接收中断标志位RI（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位REN（SCON.4）=1,就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1。
当发读SBUF 命令时（执行“MOV A, SBUF”），便由接收缓冲期SBUF取出信息通过89C51内部总线送CPU。
4、Error! Hyperlink reference not valid.Error! Hyperlink reference not valid.89C51串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各工作方式的波特率如何确定？答：89C51串行口有4种工作方式：方式0（8位同步移位寄存器），方式1（10位异步收发），方式2（11位异步收发），方式3（11位异步收发）。
有2种帧格式：10位，11位方式0：方式0的波特率≌fosc/12(波特率固定为振荡频率1/12)方式2：方式2波特率≌2SMOD/64×fosc方式1和方式3：方式1和方式3波特率≌2SMOD/32×(T1溢出速率)如果T1采用模式2则：5、若异步通信接口按方式3传送，已知其每分钟传送3600个字符，其波特率是多少？答：已知每分钟传送3600个字符，方式3每个字符11位，则：波特率=（11b/字符）×（3600字符/60s）=660b/s6、89C51中SCON的SM2，TB8，RB8有何作用？答：89c51SCON的SM2是多机通信控制位，主要用于方式2和方式3.若置SM2=1，则允许多机通信。
串行通信7章改
;查询结束，清RI
MOV A ,SBUF
;读数据到累加器
ACALL LOGSIM
;进行逻辑模拟
SJMP START
;准备下一次模拟
2.串行口方式1的应用
例3：在8051片内RAM30~4FH单元中有32个字节的数
据，若采用方式1进行串行通信，波特率为1200bit/s，
fosc=6MHz(SMOD=0)，用查询和中断两种方式编写发
HERE:JNB TI,HERE CLR TI INC R0 DJNZ R7,LOOP SJMP $ END
查询方式
接收：
MAIN:
HERE:
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0F3H MOV TH1,#0F3H SETB TR1 MOV SCON,#50H MOV PCON,#00H MOV R0,#30H MOV R7,#20H JNB RI,HERE CLR RI
MAIN: MOV SP,#60H
HERE: AJMP HERE
MOV TMOD,#20H SER: CLR TI
MOV TH1,#0F3H
INC R0
MOV TL1,#0F3H
MOV A,@R0
SETB TR1
MOV SBUF,A
MOV SCON,#40H
DJNZ R7,HE
MOV R0,#30H
HERE: AJMP HERE
MOV TMOD,#20H SER: CLR RI
MOV TH1,#0F3H
MOV A,SBUF
同步通信数据格式
异步通信数据格式
四、通信数据的差错检测
（1）奇偶校验 在数据位后附加一个奇偶校验位，该位可为“0”
单片机原理及接口技术课后答案第七章
第七章1、什么是串行异步通信，它有哪些作用？答：在异步串行通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或一字节数据）传送的，每一帧的数据格式参考书。
通信采用帧格式，无需同步字符。
存在空闲位也是异步通信的特征之一。
2、89C51单片机的串行口由哪些功能部件组成？各有什么作用？答：89C51单片机的串行接口由发送缓冲期SBUF，接收缓冲期SBUF、输入移位寄存器、串行接口控制器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。
由发送缓冲期SBUF发送数据，接收缓冲期SBUF接收数据。
串行接口通信的工作方式选择、接收和发送控制及状态等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示。
定时器T1产生串行通信所需的波特率。
3、简述串行口接收和发送数据的过程。
答：串行接口的接收和发送是对同一地址（99H）两个物理空间的特殊功能寄存器SBUF进行读和写的。
当向SBUF发“写”命令时（执行“MOV SBUF,A”），即向缓冲期SBUF装载并开始TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。
在满足串行接口接收中断标志位RI（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位REN （SCON.4）=1,就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1。
当发读SBUF命令时（执行“MOV A, SBUF”），便由接收缓冲期SBUF 取出信息通过89C51内部总线送CPU。
4、89C51串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各工作方式的波特率如何确定？答：89C51串行口有4种工作方式：方式0（8位同步移位寄存器），方式1（10位异步收发），方式2（11位异步收发），方式3（11位异步收发）。
有2种帧格式：10位，11位方式0：方式0的波特率≌fosc/12(波特率固定为振荡频率1/12)方式2：方式2波特率≌2SMOD/64×fosc方式1和方式3：方式1和方式3波特率≌2SMOD/32×(T1溢出速率)如果T1采用模式2则：5、若异步通信接口按方式3传送，已知其每分钟传送3600个字符，其波特率是多少？答：已知每分钟传送3600个字符，方式3每个字符11位，则：波特率=（11b/字符）×（3600字符/60s）=660b/s6、89C51中SCON的SM2，TB8，RB8有何作用？答：89c51SCON的SM2是多机通信控制位，主要用于方式2和方式3.若置SM2=1，则允许多机通信。
89C51串行口及串行通信技术
②信号线的连接和应用 ► 使用MODEM连接 适用于远距离通信（15米以上） 通过专用的电话线通信
采用Modem(DCE)和电话网通信时的信号连接
采用专用线通讯时的信号连接
► 直接连接
不使用MODEM，近距离传送 简单只需3条线（TXD,RXD,SG） 也可采用反馈与交叉结合的连接法
当通信速率低于20Kb/s时，RS-232C所能直接连接的最 大物理距离为15m；使用特制的低电容电缆可以达到 150m。
1.RS-232C标准的信号线
①RS-232C信号线的定义 ► 传送信息信号 发送数据TXD:由发送端向接收端发送数据 接收数据RXD:用来接收发送端输出的数据 ► 联络信号 请求传送信号RTS:表示DTE请求DCE发送数据 清除发送CTS：表示DCE准备好接收DTE发来数据
数传机就绪DSR： DCE向DTE发送的联络信号， 为1时，DCE处于就绪状态。 数据终端就绪DTR：DTE向DCE发送的联络信号， 为1时，DTE处于就绪状态。 数据载波检出信号DCD:表示DCE已接通通信链路。 振铃指示信号RI：这是DCE向DTE发的状态信号， 为1时，表示已被呼叫。
►
由MAX232构成的电平转换电路
二、RS-422接口标准 ► RS-422标准是一种平衡方式传输（双端接收 和双端发送） ► 当AA的电平高于BB线的电平200MV表示逻辑 1 ► 当AA的电平低于BB线的电平200MV表示逻辑 0 ► RS－422最大传输速率 10MB/S(15M),90KB(1200M)
数据 字符2
… …
数据 字符n
CRC1
CRC2
（b）双同步字符帧结构
在同步通信中，同步字符可采用统一的标准格式， 也可以由用户在传送之前相互约定好。在单同步通 信字符帧结构中，如图（a）所示，同步字符通常采 用ACSII码中规定的SYN(同步)（即16H）代码；在双 同步通信字符帧结构中，同步字符一般采用国际通 用标准代码EB90H。 优点：同步通信的数据传输速率较高，通常可达到 56Mbps或更高。 缺点：要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。
第7章MCS51的串行口
发送 接收
半双工
发送
时间1
接收
接收
时间2
发送
全双工
发送 接收
接收
发送
8051有1个全双工异步通信串行口
通信线的连接 1、单片机与单片机 2、单片机与PC 3、多机通信
+5V
TXD RXD89C51 主机
单片机 +
1 3 4 5
T1IN
16
2 6
+ 单片机
TXD + RXD
11
MAX232
SBUF 串行口
串行接口功能
1.发送器：并串数据格式转换，添加标识位和校 验位，一帧发送结束，设置结束标志，申请中断。 2.接收器：串并数据格式转换，检查错误，去掉 标识位，保存有效数据，设置接收结束标志，申请中 断。 3.控制器：接收编程命令和控制参数，设置工作方 式：同步/异步、字符格式、波特率、校验方式、数 据位与同步时钟比例等。
• 89C51串行口控制寄存器SCON
字节地址98H，可位寻址
位地址 位符号 9FH SM0 9EH SM1 9DH SM2 9CH REN 9BH TB8 9AH RB8 99H TI 98H RI
SM0，SM1：串口4种工作方式选择。
SM0 0 0 1 1 SM1 0 1 0 1 工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3 功能 8位同步移位寄存器 8位异步收发 9位异步收发 9位异步收发 波特率 fosc/12 可变 fosc/64或fosc/32 可变
空 闲
空 闲
下一字符 起始位
D0
D7
一次传输的起始位、字符各位、校验位、停止 位构成一个字符帧（数据帧）信息 帧与帧间可有任意个空闲位，起始位后紧跟数据 的最低位。
89C51串口通信的四种方式及特点
1、89C51串口通信的四种方式及特点通过设置SCON可以设置串行口的工作方式，相应设置位是SM0，SM1，共有四种方式方式0：为同步移位寄存器的输入输出方式，一般用于扩展I/O口，数据位为8位，无起始停止位方式1：波特率可调的异步通信方式，数据位为10位，1位起始位，8位数据位，1位停止位方式2：波特率固定的11位异步通信方式，数据位为11位，1位起始位，8位数据位，1位停止位，1位可编程的第9位，一般用于多机通讯。
方式3：与方式2功能相同，只是波特率可调。
2、51单片机的时钟周期，状态周期，机器周期如何定义的时钟周期也叫振荡周期或晶振周期，即晶振的单位时间发出的脉冲数，一般有外部的振晶产生，发出一个脉冲的时间就是时钟周期，也就是1/12微秒。
通常也叫做系统时钟周期。
是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。
例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。
3、程序状态字寄存器PSW的格式及各位功能1. CY(Carry)：CY表示加法运算中的进位和减法运算中的借位，加法运算中有进位或减法运算中有借位则CY位置1，否则为0。
2. AC（Auxiliary Carry)：与CY基本相同，不同的是AC表示的是低4位向高4位的进、借位。
3.F0：该位是用户自己管理的标志位，用户可以根据自己的需要来设定。
4. RS1、RS0：这两位用于选择当前工作寄存器区。
8051有8个8位寄存器R0~R7，它们在RAM中的地址可以根据用户需要来确定。
RS1 RS0：R0~R7的地址0 0：00H~07H 0 1：08H~0FH 1 0：10H~17H 1 1：18H~1FH5.OV：该位表示运算是否发生了溢出。
单片机第7章89C51串行口及串行通信技术
是奇数。
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2015年12月1日星期二 32
2、串行通信协议
7.1.1数据通信
• 串行通信指数据是一位一位按顺序传送的通信方式。 • 它的突出优点是只需一对传输线（利用电话线就可作为传 输线），这样就大大降低了传送成本，特别适用于远距离
通信；
• 其缺点是传送速度较低。假设并行传送N位数据所需时间 位T，那么串行传送的时间至少为NT,实际上总是大于NT 的。 • 图7-1（b）所示为串行通信方式的连接方法。
• 异步通信的传送速率在50b/s--19200b/s之间，常用于计 算机到终端机和打印机之间的通信、直通电报以及无线电 通信的数据发送等。
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2015年12月1日星期二 21
7.1.4串行通信的过程及通信协议
1、串←→并转换与设备同步 两个通信设备在串行线路上成功地实现通 信必须解决两个问题：
一是串←→并转换，即如何把要发送的并行数 据串行化，把接收的串行数据并行化； 二是设备同步，即同步发送设备与接收设备的 工作节拍，以确保发送数据在接收端被正确读 出。
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2015年12月1日星期二 28
2、串行通信协议
• 通信协议是对数据传送方式的规定，包括数据格
式定义和数据位定义等。 • 通信双方必须遵守统一的通信协议。串行通信协 议包括同步协议和异步协议两种。 • 在此只讨论异步串行通信协议和异步串性协议规 定的字符数据的传送格式。
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2015年12月1日星期二 29
2015年12月1日星期二
3
第七章 89C51串行口及串行通信技术
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 串行通信基本知识 串行口及应用 RS-232C标准接口总线及串行通信硬件设计 89C51与89C51点对点异步通信 89C51与PC机间通信软件的设计 PC机与多个单片机间的通信 思考题与习题
第7章串行口
一、 89C51串行口 1、结 构
图7-7 串行口内部结构示意简图
☞ 2、串行口控制字及控制寄存器
串行口控制寄存器SCON（98H）
• ①SM0和SM1（SCON.7，SCON.6）——串行
口工作方式选择位。两个选择位对应4种通信方式，
如表7-1所示。其中，fosc是振荡频率。
3、串行通信工作方式
2 SMOD f osc 16 / 2 初值 串行方式1、方式3波特率≌ 32 12
4、波特率设计
• 定时器T1用作波特率发生器时，通常选用定时器模 式2（自动重装初值定时器）比较实用。每过“28-X” 个机器周期，定时器T1就会产生一次溢出。
• T1溢出速率为 T1溢出速率≌(fosc/12)/(28-X)
移位时钟来源不同，因此，各种方式的波特率计算公式也
不同。
4、波特率设计
• （1）方式0的波特率 由图7-14可见，方式0时，发送或接收一位数据的移位 时钟脉冲由S6（即第6个状态周期，第12个节拍）给出， 即每个机器周期产生一个移位时钟，发送或接收一位数据。
因此，波特率固定为振荡频率的1/12，并不受PCON寄存
TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12；
每接收 8位数据RI就自动置1；
需要用软件清零 RI。
☞经常配合“串入并出”“并入串出”移位 寄存器一起使用扩展接口
☞方式0工作时，多用查询方式编程： 发送：MOV SBUF，A 接收：JNB RI，$ JNB TI，$ CLR RI CLR TI MOV A, SBUF ☞复位时,SCON 已经被清零,缺省值: 方式0。 ☞接收前,务必先置位 REN=1 允许接收数据。
89C51串行通信
12
51单片机的串行口的工作方式 单片机的串行口的工作方式
数据接收的有效性：
如果RI=0、SM2=0，则接收的数据送入SBUF，停止 位送入RB8，置RI=1；向CPU申请中断。 如果RI=0、SM2=1，那么只有停止位为1才发生上述 操作。 如果RI=0、SM2=1，且停止位为0，则接收的数据丢 弃。 如果RI=1，则接收的数据在任何情况下都不装入 SBUF，即数据丢失。
单片机实训
执行校长
单片机实训(第一讲下) 单片机实训(第一讲下)
教学内容
串行通信的基本概念 51单片机的串行口的功能与结构 单片机的串行口的功能与结构 51单片机的串行口的工作方式 单片机的串行口的工作方式 51单片机的串行口的波特率设置 单片机的串行口的波特率设置 多机通信
2
重点、 重点、难点
9
51单片机的串行口的功能与结构 单片机的串行口的功能与结构
RI——接收中断标志位 RI——接收中断标志位 —— 当一帧数据接收完成后，由内部硬件使RI置位， RI置位 当一帧数据接收完成后，由内部硬件使RI置位，向 CPU请求中断 中断响应后必须用软件清0 RI也可 请求中断。 CPU请求中断。中断响应后必须用软件清0。RI也可 供查询使用。 供查询使用。
发送时：第9位数据由 位数据由SCON中的 中的TB8位提供； 位提供； 发送时： 位数据由 中的 位提供 接收时：当第9位数据进入移位寄存器后 将前8位 位数据进入移位寄存器后， 接收时：当第 位数据进入移位寄存器后，将前 位 数据送入SBUF中，第9位装入 位装入SCON中的 中的RB8。 数据送入 中 位装入 中的 。
主要由发送数据缓冲器、发送控制器、输出控制门、 接收控制器、输入移位寄存器等组成。
89C51串行口及串行通信技术
从本质上说，所有的串行接口电路都是以并行数据形式与
CPU连接，以串行数据形式与外部逻辑设备连接。它们的基 本功能是从外部逻辑设备接收串行数据，转换成并行数据后
传送给CPU，或从CPU接收并行数据，转换成串行数据后输
出到外部逻辑设备。
19
89C51具有一个全双工串行通信接口。
作用：
●作为UART使用。
也可以用作地址／数据帧的标识位，D8＝1表示该帧信息传 送的是地址，D8＝0表示传送的是数据。两帧信息之间可以
无间隔，也可以有间隔，且间隔时间可任意改变，间隔用
空闲位“1”来填充。
6
异步通信
图
异步通信数据格式
7
奇偶校验
是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传
输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或
0 1 1
1 0 1
1 2 3
9位UART，波特率可变（由T1或T2溢出率
决定）
28
（3）串行通信工作方式
方式0
方式0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。数据由RXD（P3.0）引脚
输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）引脚输出。发送 和接收均为8位数据，低位在先，高位在后。波特率固定为
23
●SM2，多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。当接收机
的SM2=1时可以利用收到的RB8来控制是否激活RI（RB8＝0时不
激活RI，收到的信息丢弃；RB8＝1时收到的数据进入SBUF，并 激活RI，进而在中断服务中将数据从SBUF读走）。当SM2=0时，
不论收到的RB8为0和1，均可以使收到的数据进入SBUF，并激
从低位开始串行输出，数据的低位在右高位在左，在具体应用
单片机原理及接口技术-89C51串行口及串行通信技术解析59页PPT
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
单片机原理及接口技术-89C51串行口及 串行通信技术解析
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
பைடு நூலகம்
第7章AT89S51单片机的串行口
PCONSMOD — — — GF1 GF0 PD IDL
GF1,GF0:用户可自行定义使用的通用标志位 GF1: General purpose Flag bit. GF0 :General purpose Fபைடு நூலகம்ag bit.
PD:掉电方式控制位 Power Down bit. =0:常规工作方式. =1:进入掉电方式:振荡器停振片内RAM和SRF的
例如:120字符/秒,1个字符10位, 波特率为:120×10=1200bps 平均每一位传送占用时间:Td=1/1200=0.833ms
常用的波特率有:(离散) 19200/9600/4800/2400/1200/600/300/150/100
/50, 还有10M/100M
7.1.1 与串行通信有关的寄存器
TB8:在串行工作方式2和方式3中,是要发送的第9位数据。 The 9th bit that will be transmitted in modes 2&3. Set/Cleared
by software 多机通信中: TB8=0 表示发送的是数据;
TB8=1 表示发送的是地址.
RB8:在串行工作方式2和方式3中,是收到的第9位数据.该数据来自发
REN:串行口接收允许控制位 Set/Cleared by software to Enable/Disable reception
=1 允许接收; (SETB REN) =0 禁止接收.
系统复位后,REN=0,不允许接受
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
模式选择 多机通讯位 允许接收位 发送、接收第9位 发送、接收标志
1
1
3 Split timer mode (Timer 0) TL0 is an 8-bit Timer/Counter controlled by the
第7章89C51串行口及串行通信技术要点
图7-2 串行通信中的数据传送方式
7.1 串行通信基本知识
7.1.1 数据通信 7.1.2 串行通信的传输方式 7.1.3 异步通信和同步通信 7.1.4 串行通信的过程及通信协议
7.1.3异步通信和同步通信
• 串行通信有两种基本通信方式，即异步通信 和同步通信。
1、异步通信 在异步通信中，数据是一帧一帧（包括一 个字符代码或一字节数据）传送的，每一 帧的数据格式如图7-3所示
10b／字符×120字符／s＝1200b／s
3、波特率（Baud rate）
• 每一位代码的传送时间Td为波特率的倒数。 Td＝1b／（1）＝0.833ms
• 异步通信的传送速率在50b/s--19200b/s之 间，常用于计算机到终端机和打印机之间 的通信、直通电报以及无线电通信的数据 发送等。
• 串行通信指数据是一位一位按顺序传送的通信方式。 • 它的突出优点是只需一对传输线（利用电话线就可
作为传输线），这样就大大降低了传送成本，特别 适用于远距离通信；
• 其缺点是传送速度较低。假设并行传送N位数据所 需时间位T，那么串行传送的时间至少为NT,实际上 总是大于NT的。
7.1 串行通信基本知识
2、同步通信
• 同步通信中，在数据开始传送前用同步字
符来指示（常约定1个--2个），并由时钟来 实现发送端和接收端同步，即检测到规定 的同步字符后，下面就连续按顺序传送数 据，直到通信告一段落。
• 同步传送时，字符与字符之间没有间隙， 也不用起始位和停止位，仅在数据块开始 时用同步字符SYNC来指示，其数据格式如 图7-4所示。
（2）设备同步
• 进行串行通信的两台设备必须同步工作才能 有效地检测通信线路上的信号变化，从而采 样传送数据脉冲。
89c51串口通信
B=1MHz，每位数据占1s。
4. 发送过程：写入SBUF，启动发送，一帧发送结束，TI=1。 接收过程：REN=1且RI=0，启动接收，一帧接收完毕，RI=1。
TXD 发 写入 (a) 送 SBUF 时 序 RXD输出
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
TI 接 (b) 收 写REN=1 时 RI=0 序 RXD输入 RI
3.节电控制寄存器PCON
SMOD(PCON.7)：波特率加倍控制位。 SMOD=1，波特率加倍， SMOD=0，则不加倍。
1.3 串行接口的工作方式
SM0，SM1选择四种工作方式。
一、方式0：同步移位寄存器方式。用于扩展并行I/O接口。
1. 一帧8位，无起始位和停止位。
2. RXD：数据输入/输出端。 TXD：同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。 3. 波特率B = fosc/12 如： fosc=12MHz，
5. 移位寄存器方式举例
数据从RXD（P3.0）引脚串行输出，低位在先，高位
在后；TXD（P3.1）引脚输出移位脉冲，其频率为foc/12；
发送完毕后，中断标志位TI为1。如要发送数据，如下所示： MOV SCON,#00H ；串行口方式0 MOV SBUF,A JNB TI,$ ；将数据送出 ；等待数据发送完毕
四 串行数据传送方向
单工通讯：数据单向传送。 半双工通讯：数据可分时双向传送。 全双工通讯：可同时进行发送和接收。
发送2 串行口控制寄存器
一、1个全双工串行接口，可同时进行发送和接收。 串行接口输入/输出引脚：TXD(P3.1)、RXD(P3.0) 数据格式(P.237图)：按不同方式，一帧位数 8/10/11 发送/接收时，数据皆低位在前。
第7章 89C51的串行口
（1）从机串行口编程为方式2或方式3接收，且置“1”SM2和REN 位，使从机只处于多机通讯且接收地址帧的状态。 （2）主机先将从机地址（即准备接收数据的从机）发给各从机, 主机发出的地址信息的第9位为1，各从机接收到的第9位信息RB8为 1，且由于SM2=1，则置“1” RI，各从机都响应中断，执行中断程 序。在中断服务子程序中，判主机送来的地址是否和本机地址相符 合，相符则该从机清“0”SM2位，准备接收主机的数据或命令；若 25 不符，则保持SM2=1状态。
6
（3）REN——允许串行接收位 由软件置“1”或清“0”。 REN=1 允许串行口接收数据。
REN=0
禁止串行口接收数据。
（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，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为地址帧, =0为数据帧 （5）RB8——接收到的第9位数据
2
89C51的串行口有4种工作方式 ,波特率由片内定时器/计数器
控制。每发送或接收一帧数据，均可发出中断请求。
除用于串行通讯，还可用来扩展并行I/O口。
3
7.1
串行口的结构
串行口内部结构如下图，两个物理上独立的接收和发送缓冲 器SBUF（特殊功能寄存器），可同时收、发数据(全双工)。
发送缓冲器只能写入不能读出，接受缓冲器只能读出不能写 入。两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址：SBUF(99H）
1
下图给出了一个字符帧的异步串行通信格式：
一个字符帧 空 闲 起 始 位 数据位 校 验 位 停 止 位 空 闲
下一字符 起始位
LSB
MSB
起始位——开始一个字符传送的标志位。 数据位——起始位之后传送的数据信号位。 奇偶效验位——用于对字符的传送作正确性检查。 停止位——用以标志一个字符的结束。 位时间——发送1位数据所需时间。 帧（frame）——从起始位开始到停止位结束的全部内容称 为一帧。
89C51单片机中文资料
89C51单片机中文资料一、概述89C51是一款由英特尔公司推出的单片机，广泛应用于嵌入式系统和物联网设备中。
本文将为您介绍89C51单片机的中文资料，包括其基本特性、应用领域、技术参数等内容。
二、基本特性1. 架构：89C51采用8位的CMOS单片机架构，具有强大的数据处理能力。
2. 存储器：89C51具有4KB的闪存程序存储器，用于存储程序代码和数据。
此外，它还配备了128字节的RAM，用于存储临时数据。
3. 时钟系统：89C51内置了一个可编程的时钟/计数器，可提供准确的时钟信号和定时功能。
4. 输入/输出：89C51具有多个通用输入/输出引脚，可用于连接外部设备和传感器。
5. 串行通信：89C51支持串行通信接口，可与其他设备进行数据交换和通信。
6. 中断系统：89C51具有灵活的中断系统，可实现对外部事件的快速响应。
三、应用领域89C51单片机广泛应用于各种嵌入式系统和物联网设备中，其应用领域包括但不限于：1. 工业控制：89C51可用于工业自动化控制系统，如温度控制、压力控制等。
2. 家电产品：89C51可用于家电产品，如洗衣机、冰箱、空调等，实现智能控制和功能扩展。
3. 交通系统：89C51可用于交通信号灯、智能停车系统等，提高交通效率和安全性。
4. 安防设备：89C51可用于安防设备，如入侵报警系统、监控摄像头等，实现智能化监控和报警功能。
5. 医疗设备：89C51可用于医疗设备，如血压计、心电图仪等，提供准确的数据采集和处理功能。
四、技术参数以下是89C51单片机的一些典型技术参数：1. 工作电压：3.3V-5V2. 最大时钟频率：12MHz3. I/O口数量：32个4. 串行通信接口：支持SPI和I2C协议5. 温度范围：-40℃至85℃6. 封装形式：DIP、PLCC、QFP等五、学习资料推荐如果您对89C51单片机感兴趣并希望深入学习，以下是一些中文学习资料的推荐：1. 《单片机原理与应用》：该书详细介绍了单片机的原理、应用和编程方法，适合初学者入门学习。
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• 串行通信只用一位数据线传送数据的位信号，即使加上几 串行通信只用一位数据线传送数据的位信号， 条通信联络控制线，也用不了很多电缆线。因此， 条通信联络控制线，也用不了很多电缆线。因此，串行通 信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间、 信适合远距离数据传送，如大型主机与其远程终端之间、 处于两地的计算机之间采用串行通信就非常经济。当然， 处于两地的计算机之间采用串行通信就非常经济。当然， 串行通信要求有转换数据格式、时间控制等逻辑电路，这 串行通信要求有转换数据格式、时间控制等逻辑电路， 些电路目前已被集成在大规模集成电路中（ 些电路目前已被集成在大规模集成电路中（称为可编程串 行通信控制器），使用很方便。 行通信控制器），使用很方便。 ），使用很方便
例如，规定用 编码， 例如，规定用ASCII编码，字符为七位，加一个奇偶校验位、一个起始位、 编码 字符为七位，加一个奇偶校验位、一个起始位、 一个停止位，则一帧共十位。 一个停止位，则一帧共十位。
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2、同步通信 •
同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示（ 同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示（常 约定1个--2个），并由时钟来实现发送端和接收端同步， 约定 个 个），并由时钟来实现发送端和接收端同步， 并由时钟来实现发送端和接收端同步 即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据， 即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据， 直到通信告一段落。 直到通信告一段落。
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1、异步通信
• 起始位（ ）信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。 起始位（0）信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不 传送字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态，若连续为 以后又测到一个 以后又测到一个0， 传送字符时应保持为 。接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个 ，就知道 发来一个新字符， 应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟， 发来一个新字符， 应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以 后的接收能正确进行。 后的接收能正确进行。 • • 起始位后面紧接着是数据位，它可以是 位 ）、6位 位或8位 起始位后面紧接着是数据位，它可以是5位（D0--D4）、 位、7位或 位（D0--D7）。 数据位 ）、 位或 ）。 奇偶校验（ ）只占一位，但在字符中也可以规定不用奇偶校验位，则这一位就可省去。 奇偶校验（D8）只占一位，但在字符中也可以规定不用奇偶校验位，则这一位就可省去。 也可用这一位（ ）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等 数据等）。 也可用这一位（1/0）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址 数据等）。 • 停止位用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑 ）。停止位可以是1位 ）。停止位可以是 位或2位 停止位用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑1）。停止位可以是 位、1.5位或 位。 用来表征字符的结束 位或 接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符做好准备--只 接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符做好准备 只 要再接收到0，就是新的字符的起始位。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符， 要再接收到 ，就是新的字符的起始位。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符，则使线 路电平保持为高电平（逻辑 ）。 路电平保持为高电平（逻辑1）。
第七章 89C51串行口及串行通信技术 89C51串行口及串行通信技术
• 本书前几章涉及的数据传送都是采用并行方式，如8051与 本书前几章涉及的数据传送都是采用并行方式， 8051与 存储器，存储器与存储器，8051与并行打印机之间的通信。 存储器，存储器与存储器，8051与并行打印机之间的通信。 与并行打印机之间的通信 89C51处理 位数据， 89C51处理8位数据，若以并行传送方式一次传送一个字节 处理8 的数据，至少需要8条数据线。当89C51与打印机连接时， 的数据，至少需要8条数据线。 89C51与打印机连接时， 与打印机连接时 除8条数据线外，还需要状态、应答等控制线。一些微机系 条数据线外，还需要状态、应答等控制线。 统，如IBM-PC系列机，由于磁盘机、CRT、打印机与主机 IBM-PC系列机，由于磁盘机、CRT、 系列机 系统的距离有限，所以， 系统的距离有限，所以，使用多条电缆线以提高数据传送速 度还是合算的。但是，计算机之间、计算机与其终端之间的 度还是合算的。但是，计算机之间、 距离有时非常远，此时，电缆线过多是不经济的 距离有时非常远，此时，
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图7-3 异步通信数据格式 返回
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1、异步通信
• 在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位、数据位、 在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位、数据位、 奇偶校验位和停止位。首先是一个起始位（ ），然后是5 ），然后是 奇偶校验位和停止位。首先是一个起始位（0），然后是 位数据（ ），接下来是奇 位--8位数据（规定低位在前，高位在后），接下来是奇 位数据 规定低位在前，高位在后）， 偶校验位（可省略），最后是停止位（ ）。 偶校验位（可省略），最后是停止位（1）。 ），最后是停止位
• 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进 在实际工作中，计算机的 与外部设备之间常常要进 行信息交换， 行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交 换信息，所有这些信息交换均可称为通信。 换信息，所有这些信息交换均可称为通信。 • 通信方式有两种，即并行通信和串行通信。 通信方式有两种，即并行通信和串行通信。 • 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。 • 例如，在IBM-PC机与外部设备（如打印机等）通信时， 例如， 机与外部设备（ 机与外部设备 如打印机等）通信时， 如果距离小于30m，可采用并行通信方式；当距离大于 ，可采用并行通信方式； 如果距离小于 30m时，则要采用串行通信方式。89C51单片机具有并 时 则要采用串行通信方式。 单片机具有并 行和串行二种基本通信方式。 行和串行二种基本通信方式。
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7.1.1数据通信 7.1.1数据通信
• 串行通信指数据是一位一位按顺序传送的通信方式。 串行通信指数据是一位一位按顺序传送的通信方式。 • 它的突出优点是只需一对传输线（利用电话线就可作为传 它的突出优点是只需一对传输线（ 输线），这样就大大降低了传送成本， 输线），这样就大大降低了传送成本，特别适用于远距离 ），这样就大大降低了传送成本 通信； 通信； • 其缺点是传送速度较低。假设并行传送N位数据所需时间 其缺点是传送速度较低。假设并行传送 位数据所需时间 实际上总是大于NT 位T，那么串行传送的时间至少为 ，那么串行传送的时间至少为NT,实际上总是大于 实际上总是大于 的。 • 图7-1（b）所示为串行通信方式的连接方法。 （ ）所示为串行通信方式的连接方法。
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图7-1 数据通信方式
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7.1.2串行通信的传输方式 7.1.2串行通信的传输方式
• 串行通信的传送方向通常有三种： 串行通信的传送方向通常有三种： 1. 单向（或单工）配置，只允许数据向一个方向传送； 单向（或单工）配置，只允许数据向一个方向传送； 2. 半双向（或半双工）配置，允许数据向两个方向中的 半双向（或半双工）配置， 任一方向传送，但每次只能有一个站点发送； 任一方向传送，但每次只能有一个站点发送； 3. 全双向（全双工）配置，允许同时双向传送数据，因 全双向（全双工）配置，允许同时双向传送数据， 此，全双工配置是一对单向配置，它要求两端的通信 全双工配置是一对单向配置， 设备都具有完整和独立的发送和接受能力。 设备都具有完整和独立的发送和接受能力。 • 所示为串行通信中的数据传送方式。 图7-2所示为串行通信中的数据传送方式。 所示为串行通信中的数据传送方式
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7.1 串行通信基本知识
7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 数据通信 串行通信的传输方式 异步通信和同步通信 串行通信的过程及通信协议
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7.1.1数据通信 7.1.1数据通信
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第七章 89C51串行口及串行通信技术 89C51串行口及串行通信技术
• 本章将介绍 本章将介绍89C51串行口的结构及应用，PC机与 串行口的结构及应用， 机与 机与89C51 串行口的结构及应用 间的双机通信，一台 机控制多台 机控制多台89C51前沿机的分布 间的双机通信，一台PC机控制多台 前沿机的分布 式系统，以及通信接口电路和软件设计，并给出设计实例， 式系统，以及通信接口电路和软件设计，并给出设计实例， 包括接口电路、程序框图、主程序和接收 发送子程序 发送子程序。 包括接口电路、程序框图、主程序和接收/发送子程序。
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第七章 89C51串行口及串行通信技术 89C51串行口及串行通信技术
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 串行通信基本知识 串行口及应用 RS-232C标准接口总线及串行通信硬件设计 标准接口总线及串行通信硬件设计 89C51与89C51点对点异步通信 与 点对点异步通信 89C51与PC机间通信软件的设计 与 机间通信软件的设计 PC机与多个单片机间的通信 机与多个单片机间的通信 思考题与习题