第6章 89C51的串行口(笔记)
第6章AT89C51定时器计数器
所示 ， 图中Tcy为机器周期。
图6- 12
6.4 定时器/计数器的编程和应用 4种工作方式中 ，方式0与方式1基本相同 ， 由于方式0是为兼容
MCS-48而设 ，初值计算复杂 ，在实际应用中 ，一般不用方式 0 ，而采用方式1。 6.4. 1 方式1应用 例6- 1 假设系统时钟频率采用6MHz ，要在P1.0上输出一个周期 为2ms 的方波 ，如图6- 13所示。
M1 、M0=01 ， 16位的计数器。
图6-5 6.2.3 方式2 计数满后自动装入计数初值。
M1 、M0= 10 ，等效框图如下：
图6-6
TLX作为常数缓冲器 ， 当TLX计数溢出时 ，在置“ 1 ”溢出标志 TFX的同时 ，还自动的将THX中的初值送至TLX ，使TLX从初 值开始重新计数。
定时器/计数器的方式2工作过程如图6-7 (X=0, 1) 。
图6-7 省去用户软件中重装初值的程序 ，来精确定时。
6.2.4 方式3 增加一个附加的8位定时器/计数器 ， 从而具有3个定时器/计数
器。
只适用于定时器/计数器T0 。T1不能工作在方式3 。 T1方式3时相当于TR1=0 ，停止计数（此时T1可用来作串行口
图6-8（ a）
图6-8（b）
2． T0工作在方式3下T1的各种工作方式 当T1用作串行口的波特率发生器时 ， T0才工作在方式3 。 T0为方式3时 ， T1可定为方式0 、方式1和方式2 ，用来作为串
行口的波特率发生器 ， 或不需要中断的场合。 （ 1）T1工作在方式0
图6-9
（2） T1工作在方式1
C#实现PC机与单片机(89C51)的串行通讯
一
通过 P C
。
罾 通讯 格式 ：
2 S
e r ia
232
串 行 接 口 与外部 设 备 进 行 通 讯
一
lP
o r
t
类常 用 属 胜
、
方法和事
。
另 外 认 知 无 线 电 网 络 中移 动 性 管 理 也 是
一
r 而 影 响 到 T C P 连 接 的 R 1一
。
另
一
方 面 新 的频
，
个 非 常重 要 的 问题
。
这 些 问 题 的解决 可
作者 简介 ：胡 晗 ( 1 9 7 0
，
．
6
一
) 男 通 信 与信 息 系 统 硕
． ． ．
段 上 无 线链 路 的误 码 率 可 能 会 更 高 链 路 层 可
，
，
因 此在 进
知 设 备会 寻 找 空 闲 频 谱 并接 入 所 以 认 知 设 备 会 工 作在频率 带宽 干 扰 都 不 同 的信 道 上 进
、 、
程 称 为 频 谱 切 换 在 新 的 频 率 可 用 之 前会
，
行 认 知 无 线 电 网 络传 输 层 协 议 设 计 时 可 以 在 已 有 成 果 的基础 上
类 来 实现
单 片 机 的通 讯
rt ；
。
关 键 词 ：S e r ia lP o
串行 通 讯 ；波 特率
S
e r ia
lP
o rt
类 方便 地 实现 了 所 需 要 串 口 通 讯 的
，
[P o
rt N a m e
] 属 性 获 取 或 设 置 通 信端 口 包
，
单片机原理与接口技术_梅丽凤_复习题解答(课后答案)
单片机原理及接口技术教材习题全部解答第1章绪论1-4、51系列单片机是如何命名的？89C51单片机的显著特点是？（p4）解答：Intel公司的MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列产品；Motorola公司的6801、6802、6803、6805、68HC11系列产品；Zilog公司的Z8、Super8系列产品；Atmel公司的AT89系列产品；Fairchild公司的F8和3870系列产品；TI公司的TMS7000系列产品；NS公司的NS8070系列产品；NEC公司的μCOM87（μPD7800）系列产品；National公司的MN6800系列产品；Hitachi公司的HD6301、HD63L05、HD6305。
第2章 MCS-51系列单片机的结构及原理2-1、89C51由哪几部分组成？解答：MCS-51单片机由8个部件组成：中央处理器（CPU），片数据存储器（RAM），片程序存储器（ROM/EPROM），输入/输出接口（I/O口，分为P0口、P1口、P2口和P3口），可编程串行口，定时/计数器，中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。
中央处理器（CPU）：单片机的核心部分，它的作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，控制各个部件执行相应的操作。
片数据存储器（RAM）：存放各项操作的临时数据。
片程序存储器（ROM/EPROM）：存放单片机运行所需的程序。
输入/输出接口（I/O口）：单片机与外设相互沟通的桥梁。
可编程串行口：可以实现与其它单片机或PC机之间的数据传送。
定时/计数器：具有可编程功能，可以完成对外部事件的计数，也可以完成定时功能。
中断系统：可以实现分时操作、实时处理、故障处理等功能。
特殊功能寄存器（SFR）：反映单片机的运行状态，包含了单片机在运行中的各种状态字和控制字，以及各种初始值。
2-13、89C51单片机低功耗方式有几种？各有什么特点？(p29)解答：8051单片机应用系统的电压检测电路监测到电源下降时，触发外部中断，在中断服务子程序中将外部RAM中的有用数据送入部RAM保存。
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。
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。
单片机原理及接口技术课后习题答案-李朝青
第一章1.什么是微处理器(CPU)、微机和单片机？答:微处理器本身不是计算机，但它是小型计算机或微机的控制和处理部分.微机则是具有完整运算及控制功能的计算机，除了微处理器外还包括存储器、接口适配器以及输入输出设备等。
单片机是将微处理器、一定容量的RAM、ROM以及I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成的单片微型计算机。
2.单片机具有哪些特点(1）片内存储容量越来越大。
（2抗干扰性好，可靠性高。
（3）芯片引线齐全，容易扩展。
（4）运行速度高，控制功能强。
(5)单片机内部的数据信息保存时间很长，有的芯片可以达到100年以上3。
微型计算机怎样执行一个程序?答：通过CPU指令,提到内存当中,再逐一执行.5.什么是嵌入式系统？他有哪些类型?为什么说单片机是典型的嵌入式系统?答；嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
它有嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统等.嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。
它从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的，能最好的满足面对控制对象，应运系统的嵌入、现场的可靠运行以及非凡的控制品质要求.因此，她是典型的嵌入式系统。
第二章1.89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？答:80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件：（l）CPU（中央处理器）:8位(2)片内RAM:128B（3)特殊功能寄存器:21个(4）程序存储器：4KB（5)并行I/O口：8位,4个(6）串行接口:全双工，1个(7）定时器/计数器：16位，2个(8）片内时钟电路：1个2。
89C51的EA端有何用途？答：/EA端接高电平时，CPU只访问片内flash Rom并执行内部程序,存储器./EA端接低电平时，CPU只访问外部ROM，并执行片外程序存储器中的指令。
第六章89C51串行口及串行通信技术
（1）异步通信
? 异步通信用起始位0表示字符的开始，然后从低位到高位逐 位传送数据，最后用停止位1表示字符结束，如后图所示。 一个字符又称一帧信息。图中，一帧信息包括1位起始位、 8位数据位和 1位停止位，图中，数据位增加到 9位。在 C8051F单片机系统中，第9位数据D8可以用作奇偶校验位， 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。
11
（3）波特率
? 波特率（Baud rate）即调制速率，指的是信号被调制以后 在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数。 它是对符号传输速率的一种度量，1波特即指每秒传输1个符 号。
比特率：每秒钟传送的二进制位数，用 b / s 表示 （b表示bit） 波特率是指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内 载波调制状态改变的次数来表示，其单位是波特（Baud）。 波特率与比特率的关系是比特率=波特率X单个调制状态对 应的二进制位数。
15
（2）串行通信协议 ? 通信协议（ communications protocol ）是指双方实
体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议 定义了数据单元使用的格式，信息单元应该包含的 信息与含义，连接方式，信息发送和接收的时序， 从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。
16
（2）串行通信协议
8
异步通信的优缺点
? 通常，异步通信的波特率为50～9600bit/s。 ? 异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符
89c51单片机李朝青版第6章课后习题答案
SETB TR1 ;启动T1定时
LOOP2:JBC TF1,L1 ;查询10ms时间到？时间到，转L1
SJMP LOOP2 ;时间未到，转LOOP2，继续查询
9、一个定时器定时时间有限，如何实现两个定时器的串行定时以满足较长定时时间的要求？
答：当一个定时器溢出时，设置另一个定时器的初值为0开始定时。
SJMP LOOP2 ;时间未到，转LOOP2，继续查询
14、已知89C51单片机的fosc=12MHz,用T1定时。试编程由P1.0和P1.1引脚分别输出周期为2ms和500μs的方波。
解：采用模式0作定时初值：
所以
MOV R2,#04H ;R2为“250μs”计数器，置入初值4
CLR P1.0 ;P1.0输出低电平
第6章习题答案
1、定时器模式2有什么特点？适用于什么场合？
答：
（1）模式2把TL0(或TL1)配置成一个可以自动重装载的8位定时器/计数器。TL0计数溢出时不仅使溢出中断标志位TF0置1，而且还自动把TH0中的内容重新装载到TL0中。TL0用作8位计数器，TH0用以保存初值。
（2）用于定时工作方式时间（TF0溢出周期）为，用于计数工作方式时，最大计数长度（TH0初值=0）为28=256个外部脉冲。
模式0：
T0低5位11000B=18H
T0高8位：01100011B=63H
模式1：
模式2：在此情况下最长定时为512μs，无法一次实现定时10ms，可用0.1ms循环100次
16、89C51单片机的定时器在何种设置下可提供三个8位计数器定时器？这时，定时器1可作为串行口波特率发生器。若波特率按9600b/s,4800b/s,2400b/s,1200b/s,600b/s,100b/s来考虑，则此时可选用的波特率是多少（允许存在一定误差）？设fosc=12MHz。
第6章 串行接口
5--8位
一个字符包括4个部分
奇偶校验位
停止位
1位
1位、1位半、2位 “1”有效
所以，一个字符由10个，10个半，11个位构成。
起始位 …
D0
D1
DN
奇偶校验位
停止位
图6-1
异步通信的字符格式
在异步通信时，通信双方必须事先约定。 （1）字符格式。 双方要事先约定数据位的位数、 奇偶校验形式及起始位和停止位的位数。 例如：用ASCⅡ码通信，有效数据为7位，加一个奇 偶校验位、一个起始位和一个停止位共10位。 （2）波特率（Baud rate）。波特率就是传送速率， 即每秒传送的二进制位数。单位为bit/s或波特。 波特率与字符的传送速率之间的关系为： 波特率= 一个字符的二进制编码位数*字符数/秒. 要求发送端与接收端的波特率必须一致。 假设：数据传送率是120字符/s，每个字符格式包含十 个代码位（一个起始位、一个终止位、8个数据 位），波特率为： 10×120=1200bit/s=1200波特
TI：发送中断标志。 在一帧数据发送结束时由硬件置位。 TI=1表示“发送缓冲器已空”，通知CPU可以 发送下一帧数据。 TI位可作为查询；也可作为中断申请标志位。 TI不会自动复位，必须由软件清0。 RI：接收中断标志。 在接收到一帧有效数据后由硬件置位。 RI=1表示一帧数据接收完毕，并已装入接收缓 冲器中，即表示’’接收缓冲器以满’’，通 知CPU可取走该数据。 该位可作为查询，也可作为中断申请标志位。 同样RI不会自动复位，必须由软件清0。
51系列单片机串行口的结构 51系列单片机串行口的控制 波特率设计
6．2．1 89C51单片机串行口的结构
《单片机原理与应用设计》总结
单片机原理与应用设计第一章单片机概述在一块半导体硅片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM）、和各种I/O接口的集成电路芯片由于其具有一台微型计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。
单片机主要应用于测试和控制领域。
单片机的发展历史分为四个阶段。
1974—1976年是单片机初级阶段，1976—1978年是低性能单片机阶段，1978—1983年是高性能单片机阶段，期间各公司的8位单片机迅速发展。
1983至现在是8位单片机巩固发展及16位、32位单片机推出阶段。
单片机的发展趋势将向大容量、高性能、外围电路内装化等方面发展。
单片机的发展非常迅速，其中MCS-51系列单片机应用非常广泛，而在众多的MCS-51单片机及其各种增强型、扩展型的兼容机中，AT89C5x系列，尤其是AT89C51单片机成为8位单片机的主流芯片之一。
第二章89C51单片机的硬件结构89C51单片机的功能部件组成如下：8位微处理器，128B数据存储器片外最多可外扩64KB，4KB程序存储器，中断系统包括5个中断源，片内2个16位定时器计数器且具有4种工作方式。
1个全双工串行口，具有四种工作方式。
4个8位并行I/O口及特殊功能寄存器。
89C51单片机的引脚分为电源及时钟引脚、控制引脚及I/O口。
电源为5V 供电，P0口为8位漏极开路双向I/O口，字节地址80H，位地址80H—87H。
可作为地址/数据复用口，用作与外部存储器的连接，输出低8位地址和输出/输入8位数据，也可作为通用I/O口，需外接上拉电阻。
P1、P2、P3为8位准双向I/O 口，具有内部上拉，字节地址分别为90H，A0H，B0H。
其中P0、P2口可作为系统的地址总线和数据总线口，P2口作为地址输出线使用时可输出外部存储器的的高8位地址，与P0口输出的低8位地址一起构成16位地址线。
P1是供用户使用的普通I/O口，P3口是双向功能端口，第二功能很重要。
89C51介绍
89系列单片机的型号编码由三个部分组成，它们分别是前缀，型号、后缀。
它们的格式如下：A T89C；×××××××其中：AT是前缀；89C××××是型号；××××是后缀。
下面分别对这三个部分进行说明，并且对其中有关参数的表示和意义作出相应的解释。
1.前缀前缀由字母“AT”组成，它表示该器件是ATMEL公司的产品。
2.型号型号由“89C××××”或“89LV××××”或“89S××××”等表示。
“89C××××”中，9是表示内部含Flash存储器；C表示是CMOS产品。
“89LV××××”中，LV表示低电压产品。
“89S××××”中，S表示含可下载Flash存储器。
在这个部分的××××表示器件型号数，例如：51，1051，8252等。
3.后缀后缀由“××××”这4个参数组成。
每个参数的表示和意义不同。
在型号与后缀部分有“-”号隔开。
后缀中的第一个参数×用于表示速度，它的意义如下：×＝12，表示速度为12MHz，×＝16，表示速度为16MHz，×＝20，表示速度为20MHz，×＝24，表示速度为24MHz，后缀中的第二个参数×用于表示封装。
它的意义如下：×＝D，Cerdip。
×＝J，塑料J引线芯片载体。
×＝L，无引线芯片载体。
×＝P，表示塑料双列直插DIP封装。
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6章 89C51的串行口(笔记)
1、方式0发送 CPU执行一条将数据写入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。
20
单片机与嵌入式系统
TXD（发送时钟）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。时序如图所示。
21
单片机与嵌入式系统 2、方式0接收 REN=1 ，允许接收数据。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， 串行口开始接收数据。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。TXD为移位脉冲信号输出端。 REN=0，禁止接收
时序如下：
22
单片机与嵌入式系统 几点说明： 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 ；TI位清“0” ；RI位清“0”
方式0时，SM2位必须为0。
PIPTI： PUSH PUSH 现场保护 SETB CLR CLR MOV MOV MOV MOV PSW Acc RS1 RS0 TI A，@R0 C, P TB8，C SBUF，A INC R0
现场恢复
POP Acc POP PSW RETI
奇偶校验位
29
单片机与嵌入式系统 2．方式2接收 方式2 SM0、SM1=10，且REN=1。 数据由RXD端输入，接收11位信息。 当位检测到RXD从1到0的负跳变，并判断起始位有效后， 开始收一帧信息。
第6章--串行接口及串行通信技术
第 n字 符 帧 8位 数 据
停 奇偶 止 校验 位
D7 0/1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1
空闲位 111
第 n＋ 1字 符 帧
起
始 位
8位 数 据
0 D0 D1 …
图6.3 异步通信帧格式
第9章 串行接口及串行通信技术
(1) 起始位：在没有数据传送时，通信线上处于逻 辑“1”状态,当信号变为0时表示起始位。
实际用户并不一定用到RS- 232C标准的全部信号 线，常常使用9针非标准连接器替代25针连接器，称 为DB-9。
第9章 串行接口及串行通信技术
方向 到DCE 到DTE 到DTE 到DTE
到DCE 到DCE 到DTE 到DTE 到DCE 到DCE
名称
第2路发送数据 发送时钟
第2路接收数据 接收时钟 未用
例：当约定为奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数 之和应为奇数；当约定为偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1” 的个数之和应为偶数。接收方与发送方的校验装置和方式应一致。接 收字符时，对“1”的个数进行校验，若二者不一致，则说明传输数据 过程中出现了差错。
第9章 串行接口及串行通信技术
同时传送的通信方法，如图6.1所示。 特点：传输控制简单、速度快。但距离长时传输线多，成本高。
2）串行通信 串行通信是指构成信息的二进制字符的各位数据一位一位顺序地
传送的通信方式，如图6.2所示。 特点：传输控制复杂、速度慢，但传输线少，成本低。
第9章 串行接口及串行通信技术
P0.7
微型 计算机 (89C51)
把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去。 2）解调器
第6章 89C51串行数据通信
第6章 89C51串行数据通信单片机在工作过程中，不可避免的总要和外围设备进行信息和数据的交换，即通信。
在数码管动态显示电路中，P0口输出的8位段码数据，利用8根传输线同时传送，采用的是并行通信方式。
这8位数据还可以只用一根传输线，一位一位的按顺序传送，即采用串行通信。
和并行通信相比，串行通信具有节省传输线的优点，但传送效率低。
例如：传送一个字节，并行通信只需要1T的时间，而串行通信至少需要8T的时间。
由此可见，串行通信适合于长距离、低速率的数据传送；并行通信适合于短距离、高速率的数据传送。
随着计算机外围设备使用的越来越多，设备的串行口化趋势明显，大家熟悉的USB接口就是串行接口。
本章就讨论89C51单片机的串行接口及其应用。
6.1 89C51单片机的串行口89C51单片机内部有一个功能很强的串行口，不仅可以进行串行通信，还可以用来扩展I/O口，使用起来非常方便。
6.1.1 89C51单片机串行口内部结构89C51单片机串行口利用P3.0和P3.1（P3口第二功能）进行数据的传送。
其结构框图如图6-1所示，内部有两个独立的缓冲器SBUF，一个为发送SBUF，一个为接收SBUF。
当利用串行口传输数据时，无论发送还是接收，都必须经过缓冲器SBUF完成。
当CPU 发送数据时，需要将待发数据写到发送SBUF；当串行口接收数据完毕时，CPU通过读取接收SBUF的内容获取数据。
所以，虽然两个缓冲器共用一个字节地址0x99H，但使用时也不会引起混淆。
读是对接收缓冲器的操作，写是对发送缓冲器的操作。
例如：语句“SUBF=outdata”就是将数据送至发送缓冲器SBUF；语句“getdata=SBUF;”，就是读取接收缓冲器的数据。
图6-1 89C51串行口结构框图6.1.2 串行口控制寄存器SCONSCON是串行通信中最重要的一个寄存器，该寄存器字节地址为0x98，可以进行位寻址。
SCON的格式如下：位D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI位地址9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H SCON各位的功能为：SM0、SM1：用于定义串行口的工作方式，见表6-1 ，各方式的功能和详见以后章节。
第6章 89S51串行口
6.1 串行通信基本知识 6.2 串行口及应用 要求：
掌握 MCS-51 单片机的串行口的可编程 结构、工作方式、相关的专用寄存器以 及了解各种方式下的应用方法。
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6.1 串行通信基本知识
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 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
2、串行通信协议
（5）波特率设置
通信线上传送的所有位信号都保持一致的信号持续时间， 每一位的信号持续时间都由数据传送速度确定，而传送速 度是以每秒多少个二进制位来衡量的，这个速度叫波特率。 如果数据以300个二进制位每秒在通信线上传送，那么传 送速度为300波特，通常记为300b/s。
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此，全双工配置是一对单向配置，它所示为串行通信中的数据传送方式。
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图6-2 串行通信中的数据传送方式
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6.1.3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6-3所示
• 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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6.1.4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。
第5部分89C51串行口及串行通讯技术
第5部分89C51串行口及串行通讯技术第5部分 89C51串行口及串行通讯技术1、什么是串行异步通信，它有哪些作用？答：在异步通信中，数据和字符是一帧一帧地传送。
在帧格式中，一个字符由4个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
首先起始位（0）信号只占一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达；然后是5位～8位数据（规定低位在前，高位在后）；下来是奇偶校验位（可省略），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）；最后是停止位（1），用来表征字符的结束，是一位高电位，可以是1位、1.5位、2位。
通讯采用帧格式，无需同步字符；存在空闲位也是异步通讯的特征之一。
2、89C51单片记得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器SBUF、接收缓冲器SBUF、输入移位寄存器、串行接口控制寄存器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。
由发送缓冲器SBUF发送数据，接收缓冲器SBUF接收数据，串行接口通讯的工作方式选择、接收和发送控制及状态标志等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示，定时器T1产生串行通讯所需的波特率。
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进行读或写的。
当向SBUF发“写”命令时（执行“MOV SBUF，A”指令），即向发送缓冲器SBUF 装载并开始由TXD 引脚向外发送一数据，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”指令），便由接收缓冲器SBUF取出信息通过8051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：串行接口的工作方式有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）。
89C51单片机各接口简介
AT89C51单片机简介2．管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL 门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
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单片机与嵌入式系统
6.2.2
方式1 （必考）
设置 SM0、SM1=01 ，为方式 1 的双机串行通信方式，一帧数 据为10位: 1个起始位，8个数据位，1个停止位。
方式1波特率=（2smod/32）×定时器T1的溢出率
帧格式如图 ：
TXD脚和RXD脚分别用于 发送和接收数据
P3.1 P3.0
P3.0
P3.1
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单片机与嵌入式系统
1、方式1发送
方式1输出，数据由TXD输出， 当执行一条数据写发送缓冲器SBUF的指令，就启动发送。 发送开始时，内部发送控制信号变为有效。将起始位向TXD 输出，此后，每经过一个TX时钟周期，便产生一个移位脉冲， 并由TXD输出一个数据位,TX时钟是发送的波特率。8位数据位 全部发送完毕后，（硬件）置“1” TI。 方式1发送数据的时序，如图所示。
方式2波特率 = （2
SMOD
/64）×fosc
1．方式2发送 发送前，根据通讯协议由软件设置TB8（例如，双机通讯时的奇 偶校验位或多机通讯时的地址/数据的标志位）。波形如图：
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单片机与嵌入式系统
例7-1：方式2发送在双机通讯中的应用。 双机通讯中发送中断服务程序，以TB8作为偶校验位， 处理方法为数据写入SBUF之前，先将数据的奇偶校验位写入 TB8，以保证采用偶校验发送。
发送字符“9”的帧格式为：0100111011
数据波形图为:
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单片机与嵌入式系统
题解： 9 ASC码：39H 二进制：（39H用7位数据位表示）011 1001 从低到高发送：0（起始位）100111011（奇校验位加1， 终止位为高位加1）
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单片机与嵌入式系统 （2） 同步通信（51单片机只有异步通信） 在数据块开始处要用同步字符来指明 同步传送速度高于异步传送速度，可工作在几十～几百 千波特。 要求有时钟来实现发送端及接收端之间的同步
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单片机与嵌入式系统 6.1.2 89C51内部串口结构 一个可编程的全双工的异步通信串行口，串行口内部结构如图
两个物理上独立地接收【读】和发送【写】缓冲器
两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址： SBUF(99H）
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单片机与嵌入式系统 两个控制寄存器：特殊功能寄存器SCON和PCON。 1、串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图所示。
操作，并输出状态信息和能
UART的功能是接收异步串行输入码并将其转换为CPU所需 要的并行码。将CPU内部的并行码转换为串行码输出。
UART是用外部时钟来和接收的数据进行同步的。外部时 钟的周期Tc和每个数据位的周期Td有以下关系： Tc = Td / K K = 16 或 64（K为波特率因子） 外部时钟和接收数据的同步如图所示：
① 字符格式 1位起始位，低电平； 5-8个数据位，（如标准ASCII码。则为7位）； 1 个奇偶校验位（作为检错用）；（只有它可有可无，其 余三个必须有。） 1，1.5或2个终止位（停止位），高电平。
起始位后面紧跟的是要传送字符的最低位，每个字符的 结束是一个高电平的终止位，起始位至终止位构成一帧。
在接收器完第9位数据后，需满足两个条件，才将接收到 的数据送入SBUF（接收缓冲器），第9位数据送入RB8，并置 RI为“1” 。
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单片机与嵌入式系统 （3）REN——允许串行接收位 REN=1 REN=0 允许串行口接收数据。 禁止串行口接收数据。
由软件置“1”或清“0”。 （4）TB8——发送的第9位数据 方式2和3时，要发送的第9位数据送入TB8，该位可作为
奇偶校验位使用，也可作为识别地址帧或数据帧的标志。
（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。 方式1时，如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。 方式0，不使用RB8。
时序如下：
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单片机与嵌入式系统 几点说明： 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 ；TI位清“0” ；RI位清“0”
方式0时，SM2位必须为0。
1、方式0发送 CPU执行一条将数据写入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。
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单片机与嵌入式系统
TXD（发送时钟）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。时序如图所示。
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单片机与嵌入式系统 2、方式0接收 REN=1 ，允许接收数据。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， 串行口开始接收数据。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。TXD为移位脉冲信号输出端。 REN=0，禁止接收
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单片机与嵌入式系统 例： 要求每秒传送120个字符，每帧为10位。 解：传送的波特率为： 120×10=1200(位/秒)=1200波特 每位的宽度0.83ms 数据位传输率=120×8（去掉起始位和终止位）=960位
/秒
例：若某串行异步通信接口设置为1位奇校验位，1位终止位，7位 数据位的工作方式时。写出发送字符“9”的帧格式，并画出数据波 形图。
PIPTI： PUSH PUSH 现场保护 SETB CLR CLR MOV MOV MOV MOV PSW Acc RS1 RS0 TI A，@R0 C, P TB8，C SBUF，A INC R0
现场恢复
POP Acc POP PSW RETI
奇偶校验位
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单片机与嵌入式系统 2．方式2接收 方式2 SM0、SM1=10，且REN=1。 数据由RXD端输入，接收11位信息。 当位检测到RXD从1到0的负跳变，并判断起始位有效后， 开始收一帧信息。
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单片机与嵌入式系统
6.1 串行口的结构（一位一位传送数据。）
串行通讯：数据的各位按时间顺序依次在一根传输线上传输
源 TD
01101010
RD 目 的
6.1.1 串行通信概述
1、同步通信与异步通信 两种基本的通信方式：
★ 异步通信ASYNC
★ 同步通信SYNC
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单片机与嵌入式系统
（1）异步通信 两项约定：
硬件电路比较复杂。
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单片机与嵌入式系统
2、串行通信的传送方向 单工（单方向）、半双工、全双工三种： （1）单工（Simplex） 仅能进行一个方向的传送。
（2）半双工（Half-Duplex） 交替地进行双向数据传送，但两设备之间只用一 根传输 线，两个方向的数据传送不能同时进行。
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单片机与嵌入式系统 （3）全双工（Full-Duplex） A、 B 之间有两条传输线，能在两个方向上同时进行 数据 传送。
相连两个字符之间的间隔可以是任意长度的，两个相邻 字符之间叫空闲位，为高电平。
② 波特率（Baud Rate） 波特率是指单位时间内传送二进制数据的位数，以位/秒 为单位。<在信号源中这个定义是错误的> 5
单片机与嵌入式系统 每个数据位的传送时间Td即为波特率的倒数。 异步通讯常用格式：一个字符帧 一帧字符位数的规定：数据位，校验位<可选>，起始位和停 止位。
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单片机与嵌入式系统 （6）TI——发送中断标志位 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“1”。 TI=1，表示一帧数据发送结束，可供软件查询，也可申请中 断。CPU响应中断后, 向SBUF写入要发送的下一帧数据。 TI必须由软件清0。 （7）RI——接收中断标志位 方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置1。
单片机与嵌入式系统 （2）SM2 ——多机通信控制位 在方式2或方式3接收时： 若SM2=1 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； 当接收到的第9位数据（RB8）为“0”时，则将接收到的前8 位数据丢弃。 若SM2=0 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。 方式1时：若SM2=1，则只有收到停止位时才会激活RI（置1）。 方式0时：SM2必须为0。
也称SMOD位为波特率倍增位。
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单片机与嵌入式系统
6.2 串行口的工作方式 6.2.1 方式0 串行口作同步移位寄存器用，串行数据通过RXD引脚输入/输 出，TXD输出移位时钟；发送和接受不能同时进行；发送或接 受均为8位数据，最低有效位在前，不设起始位和停止位；波 特率固定为fosc/12。 常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O口。 帧格式如下：
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单片机与嵌入式系统 2、方式1接收 数据从RXD（P3.0）脚输入。当检测到起始位的负跳变时， 开始接收数据。启动检测器，以RX时钟频率（波特率）的16倍 速率采样RXD脚状态（1位RX时钟脉冲期间，有16个采样脉冲）， 接收的值是3次连续采样（第7、8、9个脉冲时采样）中至少两 次相同的值。 一帧数据接收完，须同时满足两个条件，接收才真正有效。 ⑴ RI=0，即上一帧数据接收完成时，SBUF中的数据已被取 走， “接收SBUF”已空。
第6章 89C51的串行口 （将单片机的数据传到计算机中）
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单片机与嵌入式系统 内容概要： 串行口的基本工作原理
与串行口有关的特殊功能寄存器
串行口的4种工作方式 串行口多机通信的工作原理 双机串行通信的软件编程。 89C51单片机有一个可编程全双工的异步通信串行口。