MCS-51单片机的串行口

1.串口控制寄存器SCON SCON中和串行口有关的位的功能描述如下： （1）SM0、SM1：串行口工作方式选择位。其定义见下表。
SM0 SM1 00 01 10 11
工作方式
功能说明
方式0 方式1
8位同步移位寄存器，波特率固定（为fosc/12） 10位UART，波特率可变（取决于T1的溢出率）
SM2=0或接收到的停止位为1，继而将并行数据送入接受SBUF，再置 RI=1，表示一帧数据接收完毕。发生的时序见下图。
方式1接收数据时的时序
3）波特率计算 方式1下串行口的波特率是可变的，与作为波特率发生器的定时器/
计数器T1的溢出率有关，其公式为
其中，SMOD是PCON寄存器最高位的值。 当定时器/计数器T1工作于方式2时，假设计数初值为X，则定时
2.电源控制寄存器PCON
PCON是控制CPU运行功率的寄存器。
D7 D6
SMOD --
D5 D4 D3 D2 D1 D0
--
-- GF1 GF0 PD IDL
（1）SMOD：串行口波特率的倍增位。当SMOD=1时，串行口波特 率加倍；系统复位时，SMOD=0。
（2）GF1、GF0：通用标志位。这两个位可作为系统“上电复位” 或“热复位”的检测标志。
方式0接收数据时的时序
2.方式1 1）方式1发送
当数据写入发送SBUF后，硬件自动添加起始位和停止位，与8 个数据位构成一帧，由TXD引脚逐位地按照设定波特率发送出去。 发送完毕，发送中断标志TI置1。其时序如下图所示。
方式1发送数据时的时序
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2）方式1接收 要使在方式1的接收数据有效，必须满足两个条件：RI=0；
方式2 方式3
11位UART，波特率固定（为fosc/64或fosc/32） 11位UART，波特率可变（取决于T1的溢出率）
（2）SM2：多机通信控制位。 （3）REN：接收允许控制位。REN=1时允许串行口接收；REN=0时禁止 串行口接收。 （4）TB8：发送的第9数据位。在方式2或方式3时，其值由用户软件 设置。双机通信时，TB8常作为奇偶校验位使用；多机通信时，TB8常表 示主机发送的是地址帧还是数据帧。一般约定，TB8=0为数据帧，TB8=1 为地址帧。 （5）RB8：接收的第9数据位。在方式2或方式3时，发送机发送的第9 位数据TB8被接收机接收后，存放于接收机的SCON寄存器的RB8中。
字符帧的异步通信格式
2）同步通信 同步通信中，每一数据块开始时发送一个或两个同步字符，以
使发送端与接收端双方获得同步。数据块的各个字符间不存在起始 位和停止位，所以通信速度比异步通信快。同步通信时，如果发送 的数据块之间有时间间隔，则发送同步字符填充。
2.串行通信的传送方式 串行通信的传送方式可分为单工、半双工和全双工3种：
器/计数器T1的溢出周期为：
溢出率是溢出周期的倒数，则波特率计算公式变为：
定时器/计数器T1选择使用方式2作为波特率发生器，主要 是因为该方式为8位自动加载方式，具有自动重装计数初值的 功能，可以避免程序反复装入初值而引起的定时误差，使波特 率较为稳定。实际应用时，通常是通过波特率的值计算得到定 时器/计数器T1的计数初值，公式为：
UART发送操作图
UART接收操作
1.2 MCS-51单片机的串行口结构和控制
MCS-51系列的串行口内部包含发送缓冲器和接收缓冲器，可同 时接收和发送数据。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器则 只能读出不能写入。两个缓冲器占用同一个地址（99H），并且用 同一个符号SBUF表示。
与串行口设置有关的特殊功能寄存器除了定时/计数器相关设 置之外，还包括两个控制寄存器：串口控制寄存器SCON和电源控制 寄存器PCON。
4.串行通信接口电路 能够完成异步通信的串行接口硬件电路称为UART，即通用异步
接收/发送器。 本质上，串行接口电路是以并行数据形式与CPU接口，以串行
数据形式与外部逻辑接口。MCS-51系列单片机串行通信的基本功能 可以描述为：发送数据时，从CPU接收并行数据，转换成一定格式 的串行数据，按规定的波特率逐位输出；接收数据时，将外设送来 的一定格式的串行数据转换成并行数据传送给CPU。
3.串行通信的数据传输速率
波特率是衡量一个通信系统数据传送快慢的常用指标。在串行通信中， 波特率指每秒传送二进制的位数，它是每一位的传送时间的倒数，也就是说 波特率是每秒传送的字符个数和每字符所含二进制位数的乘积。波特率的单 位是“波特”（baud）或位/秒（b/s），它既反映了串行通信的速率，也反 映了对传输通道的要求，波特率越高，要求传输通道的频带就越宽。
MCS-51单片机的串行口
MCS-51单片机的串行口
1.1 串行通信的基础知识
1.串行通信的分类
按照串行数据的同步方式，串行通信可以分为异步通信和同步 通信。
1）异步通信 异步串行通信每个数据以相同的帧格式传送，如图所示。每一帧
信息由起始位、数据位、奇偶位和停止位组成，从起始位开始到停止 位结束的全部内容称为“一帧”，发送一位数据所需的时间称为“位 时间”。
发送完成后自动将中断标志TI置位，呈中断申请状态，再次发送 数据之前，必须用软件将TI清0。
方式0发送数据时的时序
2）方式0接收 若满足REN=1和RI=0的条件，则自动触发串行口的同步接收数据
动作。此时串行口开始从RXD引脚串行输入数据，波特率为fosc/12。
当接收完8位数据后，中断标志RI被置位，请求中断。当再次接收时， 必须由软件将RI清0。
在异步串行通信中，格式位的发送和接收都必须有时钟信号对传送的数 据进行定时控制。发送时钟和接收时钟就是用来控制通信设备发送、接收字 符数据速度的，该时钟信号一般都是由外部时钟电路产生的。
在发送数据时，发送设备在发送时钟的下降沿将移位寄存器的数据串行 移位输出；接收数据时，接收设备在接收时钟的上升沿对接收数据采样，进 行数据位检测。时钟频率越高，则波特率越高，通信速度就越快。
（3）PD：掉电方式位。PD=1时，CPU立即进入掉电的省电模式 运行。
（4）IDL：待机方式位。IDL=1时，CPU立即进入闲置的省电模 式运行。
1.3 MCS-51单片机串行口的工作方式
1.方式0
1）方式0发送 当用户应用程序向SBUF写入数据时，在同步时钟TXD的控制下，
串行口将8位数据以fosc/12的固定波特率从RXD引脚输出。8位数据