51单片机教程：单片机串行口介绍
51单片机各引脚及端口详解
51单片机各引脚及端口详解51单片机引脚功能：MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照----单片机引脚图：l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。
l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。
l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。
l P3.0~P3.7 P2口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。
这4个I/O口具有不完全相同的功能,大家可得学好了,其它书本里虽然有,但写的太深,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。
P0口有三个功能：1、外部扩展存储器时,当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）2、外部扩展存储器时,当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。
P2口有两个功能：1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用2、做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻;P3口有两个功能：除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻）,还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明。
有内部EPROM的单片机芯片（例如8751）,为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的,即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG）编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp）接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池,这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源,当外接电源下降到下限值时,备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入,以保护内部RAM中的信息不会丢失。
在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢？他起什么作用呢？都说了是电阻那当然就是一个电阻啦,当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。
AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍
AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍AT89S51单片机串行口的内部结构如下图所示。
它有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器)，可同时发送、接收数据。
发送缓冲器只能写入不能读出，接收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(99H)。
串行口的控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器SCON 和PCON。
下面介绍这两个特殊功能寄存器各位的功能。
1、串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON，字节地址988H，可位寻址，位地址为98H～9FH。
SCON的格式如下图所示。
下面介绍SCON中各位的功能。
(1) SM0、SMl：串行口4种工作方式选择位。
SM0、SM1两位的编码所对应的4种工作方式见下表。
表串行口的4种工作方式(2) SM2：多机通信控制位。
因为多机通信是在方式2和方式3下进行的，因此SM2位主要用于方式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，则只有当接收到的第9位数据(RB8)为1时，才使RI置l，产生中断请求，并将接收到的前8位数据送人SBUF;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。
而当SM2=0时，则不论第9位数据是l还是0，都将前8位数据送入SBUF中，并使RI置1，产生中断请求。
在方式1时，如果SM2=1，则只有收到有效的停止位时才会激活RI。
在方式0时，SM2必须为0。
(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=O，禁止串行口接收数据。
(4)TB8：发送的第9位数据。
在方式2和方式3时，TB8是要发送的第9位数据，其值由软件置l或清O。
在双机串行通信时，TB8一般作为奇偶校验位使用;在多机串行通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为地址帧，TB8=0为数据帧。
(5) RB8：接收的第9位数据。
工作在方式2和方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。
MCS-51单片机串口编程及应用介绍
起 始 位
数
据 位
校 验 位
停 止 位
异步通信的帧格式
二、同步通信传送方式
同步传送：以同步字符 同步传送：以同步字符SYN开始连续发 开始连续发 再以同步字符结束， 送，再以同步字符结束，时钟信号同时发 适用高速、大容量的数据传送。 送。适用高速、大容量的数据传送。
开始 同步字符 同步字符 数据段 同步字符 结束 同步字符
工作原理： 工作原理： 发送：CPU执行 执行MOV SBUF,A，将数据送入SBUF SBUF。 发送：CPU执行MOV SBUF,A，将数据送入SBUF。 发送控制器按波特率发生器（定时器构成） 发送控制器按波特率发生器（定时器构成）提供的时钟速 率将SBUF中的数据一位、一位从TXD输出，发送结束时， SBUF中的数据一位 TXD输出 率将SBUF中的数据一位、一位从TXD输出，发送结束时，置 TI=1。 TI=1。 接收：接收控制器按波特率发生器提供的时钟速率从RXD引 接收：接收控制器按波特率发生器提供的时钟速率从RXD引 RXD 脚一位一位接收数据，当收到一个完整字符时，装入SBUF 脚一位一位接收数据，当收到一个完整字符时，装入SBUF 中，同时置RI=1，通知CPU，CPU执行MOV A,SBUF，将数据读 同时置RI=1，通知CPU，CPU执行MOV A,SBUF， RI=1 CPU 执行 入累加器A 入累加器A。 注意：由于SBUF具有双缓冲作用，它可以在CPU读入之前 注意：由于SBUF具有双缓冲作用，它可以在CPU读入之前 SBUF具有双缓冲作用 CPU 开始接收下一数据， CPU应在下一数据接收完毕前读取 开始接收下一数据， CPU应在下一数据接收完毕前读取 SBUF内容 由于串口的接收、发送各自独立， 内容。 SBUF内容。由于串口的接收、发送各自独立，所以可同时发 送及接收，即可以实现全双工通讯。 送及接收，即可以实现全双工通讯。
第19章 51系列单片机
19.4.2 模式1的接收
• 在串行口的工作模式1中，RXD引脚为数据接收端。模式1接 收数据中的定时信号可以有两种，接收移位脉冲和接收字 符的检测脉冲。 • 串行口模式1接收数据时的移位脉冲，由定时器1的溢出信 号和波特率倍增位SMOD来共同决定，即由定时器1的溢出信 号经过16或32分频得到。 • 接收字符的检测脉冲，其频率是接收移位脉冲的16倍。在 接收一位数据的时候，有16个检测脉冲，以其中的第7、8、 9这3个脉冲作为真正的接收信号的采样脉冲。对三次采样 结果采取三中取二的原则来确定所检测到的值。采样这种 机制是为了抑制干扰，由于采样的信号总是在接收位的中 间位置，这样便可以避免信号两端的边沿失真，也可以防 止由于收发时钟频率不完全一致而带来的错误接收。
19.2.1 单片机串行接口的内部结构
• 51系列单片机的全双工串行口主要由数据发送缓 冲器、发送控制器TI、输出控制门、接收控制器、 输入移位寄存器、数据接收缓冲器等组成，如图 所示。
19.2.2 单片机串行接口的程序控制
• 51系列单片机的串行通信接口，通过控制寄存器 SCON和波特率选择特殊功能寄存器PCON来控制。 下面分别介绍这两个寄存器。 • 1．串行接口控制寄存器SCON
19.7.1 查询方式
• 假设发送方A需要把片内RAM中50H~6FH单元中的数 据，通过串行接口发送给接收方B。接收方B将接 收到的这32个字节数据后，存入片外1000H~101FH。 • 发送方和接收方均采用8051单片机，外接 fosc=6MHz的晶振，使用串行口工作方式2，波特率 规定为187.5kbit/s，需要使用波特率倍增位，即 置SMOD=1。 • 发送方定义TB8作为奇偶校验位。接收方进行奇偶 校验位RB8的判断，如果出错，则置F0标志位为1； 如果正确，则置F0标志位为0，然后返回。
51单片机SCON
51单片机的简介——串行口、SCON51单片机有一个全双工串行通讯口，它即可作为UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter)，也可作为一个同步移位寄存器。
而且作为UART时，其具有多机通讯能力。
51单片机的串行口由发送控制、接收控制、波特率输入管理和发送/接收缓冲区SBUF（地址为99H）组成。
SBUF作为发送和接收缓冲区其实际是分开的两个器件，数据不会相互覆盖，但在对其寻址时都是99H，51单片机会根据读或者写指令操作相应的器件。
站在汇编角度来看，51单片机的串行口通讯操作体现为累加器Acc（地址E0H）和发送/接收缓冲区SBUF之间的数据传递。
当我们要发送数据时，对串行口完成初始化设置后，数据由累加器A传入SBUF，然后在发送控制器的控制下组成帧结构，并自动从TXD端口发出，发送结束后置位TI（TI是特殊功能寄存器SCON的可独立寻址位，参见SCON介绍），如果要继续发送就在指令中将TI清0。
接收数据时，相当于对串口完成初始化设置后，数据由SBUF传入累加器Acc，在置位允许位（即设置SCON的独立寻址位REN为1）后才开始进行串行接收操作，在接收控制器控制下，通过移位寄存器将串行数据输入SBUF，接收结束后将RI（SCON中可独立寻址位）置位，最后将数据送累加器Acc。
特殊功能寄存器SCON是串行口控制寄存器，用于存放串行口的控制和状态信息，其地址为98H，具有位寻址功能，其各位的结构如下图所示：其中各个位的功能及含义如下：SM0、SM1：串行口工作方式选择位，其组合含义如下图所示：SM2：多机通讯控制位。
在方式2和方式3中用于多机通讯控制，在方式2、方式3的接收状态中，若SM2=1，当接收到的第9位（同时系统将第9位值赋予RB8）为0时，舍弃接收到的数据，RI置0；若第9位为1时，将接收到的数据送入接收SBUF中，并将RI置1；而对于方式1，接收到有效的停止位时，将RI置1。
穿行口实验报告
一、实验目的1. 理解穿行口的工作原理和功能。
2. 掌握穿行口在单片机系统中的应用。
3. 学习如何通过编程控制穿行口实现数据传输。
4. 提高对单片机硬件资源和编程技术的应用能力。
二、实验原理穿行口（Serial Port）是单片机中用于串行通信的接口，它可以将单片机的并行数据转换为串行数据，或将串行数据转换为并行数据。
本实验主要涉及MCS-51单片机的串行口，其工作原理如下：1. 串行通信的基本概念：串行通信是指数据以一位一位的顺序传送，按照一定的顺序进行。
与并行通信相比，串行通信的传输速度较慢，但具有传输距离远、抗干扰能力强等优点。
2. MCS-51单片机的串行口：MCS-51单片机的串行口采用全双工通信方式，即同时可以进行发送和接收操作。
串行口的主要功能包括：- 数据发送：将并行数据转换为串行数据，通过串行口发送出去。
- 数据接收：接收串行数据，并将其转换为并行数据。
3. 串行口的工作模式：MCS-51单片机的串行口支持四种工作模式，分别是：- 模式0：同步移位寄存器方式。
- 模式1：8位UART（通用异步收发传输器）方式。
- 模式2：9位UART方式。
- 模式3：波特率可变UART方式。
三、实验器材1. 单片机实验板2. 连接线3. 示波器（可选）4. 编程器四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验要求，将单片机实验板上的相关引脚与连接线连接好。
2. 编写程序：使用C语言编写程序，实现串行口的数据发送和接收功能。
3. 编译程序：使用编程器将程序烧录到单片机中。
4. 调试程序：通过示波器或其他测试工具观察串行口的数据传输情况，验证程序的正确性。
5. 实验结果分析：根据实验结果，分析程序的正确性和串行口的工作状态。
五、实验程序以下是一个简单的串行口发送和接收程序示例：```c#include <reg51.h>void main() {SCON = 0x50; // 设置串行口为模式1，8位UART方式TMOD |= 0x20; // 设置定时器1为方式2TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600TL1 = 0xFD; // 设置波特率为9600TR1 = 1; // 启动定时器1TI = 1; // 设置发送标志位while (1) {if (TI) { // 检查发送标志位TI = 0; // 清除发送标志位SBUF = 'A'; // 发送字符'A'}if (RI) { // 检查接收标志位RI = 0; // 清除接收标志位// 处理接收到的数据}}}```六、实验结果分析1. 在实验过程中，观察到串行口的数据发送和接收功能正常。
51单片机-串行口ppt课件
为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。
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8.2.2 80C51串行口的控制寄存器
SCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工 作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：
SM0和SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式：
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●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，并激活RI（即此时RB8不具有控制RI激活的 功能）。通过控制SM2，可以实现多机通信。
起 空始 闲位
一个字符帧 数据位
校停 验止 位位
空 下一字符 闲 起始位
LSB
MSB
异步通信的特点：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 每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧 之间还有间隔，因此传输效率不高。
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2、同步通信
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。此时，传输数据的位之间的距离均 为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即 保持位同步关系，也保持字符同步关系。发送方对接收方 的同步可以通过两种方法实现。
波特率=2SMOD/32×T1的溢出率 = 2SMOD × fosc/[ 32 × 12×（2K-初值）]
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3、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
51单片机串行口的工作方式
hgfedcba
a
fg b
e
c
dh
共阳极
累加器 A hgfedcba
0C0H = “0”
0B0H = “3”
例：利用串行口工作方式0扩展出8位并行I/O 口，驱动共阳LED数码管显示0—9。
VCC TxD RxD
☞方式2的波特率 = fosc 2SMOD/64 即: fosc 1/32 或 fosc 1/64 两种
☞奇偶校验是检验串行通信双方传输的数据正确与 否的一个措施，并不能保证通信数据的传输一定正 确。
换言之：如果奇偶校验发生错误，表明数据传输 一定出错了；如果奇偶校验没有出错，绝不等于数 据传输完全正确。
☞ REN：串行口接收允许位。 REN=1 允许接收
☞ TB8，RB8，TI，RI等位由运行中间的情况 决定，可先写成 “0”
三、工作方式2: 9位UART(1+8+1+1位)两种波特率
☞由于波特率固定,常用于单片机间通讯。 数据由8+1位组成，通常附加的一位 (TB8/RB8)用于“奇偶校验”。
☞ 溢出率：T1溢出的频繁程度 即：T1溢出一次所需时间的倒数。
☞ 波特率 =
2SMOD fosc 32 12(2n - X)
其中：X 是定时器初值
☞ 初值 X = 2n -
2SMOD fosc 32 波特率 12
常用波特率和T1初值查表
☞表格有多种, 晶振也不止一种
串口波特率 (方式1,3)
74LS164
hgfedcba
A B
CLK
CLR
74LS164
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
MCS-51单片机的串行口及控制寄存器
位序
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
位符
smod
/
/
/
GF1
Hale Waihona Puke GF0PDIDL
号
PD和IDL：是CHMOS单片机用于进入低功耗方式的控制位，在第 2章中已介绍过这两位的应用。
GF1和GF0：用户使用的一般标志位。
smod：串行口波特率倍增位，当smod=1时，串行口波特率增加 1倍。系统复位时，smod=0。
位地 址
位符 号
0AFH 0AEH 0ADH 0ACH 0ABH 0AAH 0A9H 0A8 H
EA
/
/
ES
ET1
EX1
ET1 EX0
其中与串行口有关的是ES位。当ES=0时，禁止串行口的中断； 当ES=1时，表示允许串行口中断。EX0、ET0、EX1、ET1分别表示 对外中断0、定时器/计数器0、外中断1、定时器/计数器1个中断 源的中断允许控制，EA是中断总允许控制位，详见本书第5章介绍。
PCON寄存器的B6、B5、B4位未定义。
3. 中断允许寄存器IE
中断允许寄存器IE，是MCS-51单片机中实现是否开放某 中断源中断的控制寄存器，在第5章中已做过介绍。IE寄存 器 是 可 寻 址 的 寄 存 器 ， 其 字 节 地 址 为 0 A8H， 位 地 址 由 0A8H～0AFH，IE寄存器各位定义如下：
0BBH PT1
0BAH PX1
0B9H PT0
0B8H
PX0
其中与串行口有关的是PS位，当PS=0时，表示串行口中断处于 低优先级别；当PS=1时，表示串行口中断处于高优先级别。PX0、 PT0、PX1、PT1分别控制外中断0、定时器/计数器0、外中断1、定 时器/计数器1中断源的中断优先级别，详见本书第5章介绍。
跟我学51单片机(三)——单片机串口通信实例
表 １ Ｓ Ｏ 寄 存 器 ＯＮ
表 中各 位 （ 左至 右为从 高位到低 位 ） 从 含义 如下。 Ｓ ＭＯ和 Ｓ Ｍ１： 串行 口工作 方 式控 制位 ，其定 义如
表 ２所 示 。
其 中 ，ｆＳ 。ｃ为单 片机 的时钟频 率 ； 特率指 串行 １ 波 ： ３
即 波 特 率 ＝ ２ＭＤ ｆ ｃ６ 。 当 Ｓ Ｄ ０时 ，波 特 率 ｓｏ ×ｏ ／４ ｓ ＭＱ ＝ 为 ｆｓ／４； Ｓ Ｄ Ｉ时 ，波特 率为 ｆｓ／２ ｏｃ６ 当 ＭＯ ＝ ｏｃ 。 ３
同步移位 寄存器输出方式 １ 位异步通信方式 ０
１ 位异步通信方式 １ １位异步通信方式 １
ｆｓ门２ ｏｃ 可变 ，取决于定时器 １ 出率 溢
ｆｓ／２ ｆｓ／４ ｏｃ３ 或 ｏｃ ６ 可 变 ，取 决 于 定 时 器 １ 出率 溢
２ １ ． ３ 电 子 制佑 ７１ Ｏ １０
Ｒ Ｎ＝ Ｅ １时 ，允许 接收 。
Ｔ ８： 方 式 ２ Ｂ 在 、３中 ，Ｔ ８是 发 送 机 要 发 送 的 Ｂ 第 ９位 数据 。在 多机 通 信 中它代表 传输 的地 址或 数据 ， Ｔ ８ Ｏ为数据 ，Ｔ ８ Ｉ 为地址 。 Ｂ＝ Ｂ＝ 时
Ｒ ８： 方式 ２ Ｂ 在 、３中 ，Ｒ ８是 接收机 接 收到 的第 Ｂ
每 秒钟 发送 （ 或接收 ） 的位 数。 ５ 单 片机 内部 有 一个全 双工 串行 接 口。 什 么叫 全 １ 双 工 串 口呢？ 一般 来说 ，只能 接 受 或 只 能发 送 的 称 为 单 工 串行 ； 可 接 收 又可 发 送 ，但 不 能 同 时进 行 的 称 既 为 半双 工 ； 同时 接收 和 发 送 的 串行 口称 为全 双 工 串 能 行 口。 串行 通 信 是指 数 据 一 位一 位 地 按 顺序 传 送 的 通 信 方式 ，其 突 出优 点是 只 需 一根 传输 线 ，可 大 大 降 低 硬件成 本 ，适合远 距离 通信 。其缺点 是传输 速 度较低 。 与 之 前一 样 ，首 先我 们 来 了解 单 片 机 串 １相 关 的 ： ３ 寄存器 。 ＳＵ Ｂ Ｆ寄 存 器 ： 是 两 个 在 物 理 上 独 立 的 接 收 、 它 发 送缓 冲 器 。可 同时 发 送 、接 收 数据 。可通 过 指 令 对 ＳＵ Ｂ Ｆ的读 写来 区别 是对 接收缓 冲器 的操 作还是 对 发送 缓 冲器 的操 作 。从 而 控制 外 部 两 条独 立 的 收 发信 号 线 Ｒ Ｄ （ ３０） Ｘ （ ３１） 时发送 、接 收数 据 ，实 Ｘ Ｐ ． 、Ｔ Ｄ Ｐ ． ，同
51单片机串行口
异步通信(Asynchronous Communication) 在异步通信中，数据通常是以字符或字节为单位
组成数据帧进行传送的。收、发端各有一套彼此独 立，互不同步的通信机构，由于收发数据的帧格式 相同，因此可以相互识别接收到的数据信息。
异步通信信息帧格式如图7.4所示。
第n-1字符
若这两个条件不同时满足，收到的数据将丢失。
方式1波特率=（2^SMOD/32）×定时器T1的溢出率 SMOD为PCON寄存器的最高位的值（0或1）。
定时器T1(方式2)的溢出时间: (28-初值)×振荡周期（1/Fosc）×12
方式1波特率=（2^SMOD/32)/ ((28-初值)×振荡周期（1/Fosc）×12)
D
图:电源控制寄存器PCON的格式
SMOD：串行口波特率倍增位。在工作方式1～ 工作方式3时，若SMOD=1，则串行口波特率增 加一倍。若SMOD=0，波特率不加倍。系统复位 时，SMOD=0。
六、串行口工作方式
8051串行通信共有4种工作方式，它们分别是 方式0、方式1、方式2和方式3，由串行控制寄存器 SCON中的SM0 SM1决定。
即BaudRate ×(28-初值)/Fosc×12 = 2^SMOD/32
(3) 奇偶校验位： 数据位发送完(接收完)之后，可发送一位用来检
验数据在传送过程中是否出错的奇偶校验位。奇 偶校验是收发双方预先约定好的差错检验方式之 一。有时也可不用奇偶校验。
(4) 停止位： 字符帧格式的最后部分是停止位，逻辑“1”电
平有效，它可占1/2位、1位或2位（在串行通信时 每位的传送时间是固定的）。停止位表示传送一帧 信息的结束，也为发送下一帧信息作好准备。
51单片机串口通信
51单片机串口通信串行口通信是一种在计算机和外部设备之间进行数据传输的通信方式，其中包括了并行通信、RS-232通信、USB通信等。
而在嵌入式系统中，最常见、最重要的通信方式就是单片机串口通信。
本文将详细介绍51单片机串口通信的原理、使用方法以及一些常见问题与解决方法。
一、串口通信的原理串口通信是以字节为单位进行数据传输的。
在串口通信中，数据传输分为两个方向：发送方向和接收方向。
发送方将待发送的数据通过串行转并行电路转换为一组相对应的并行信号，然后通过串口发送给接收方。
接收方在接收到并行信号后，通过串行转并行电路将数据转换为与发送方发送时相对应的数据。
在51单片机中，通过两个寄存器来实现串口通信功能：SBUF寄存器和SCON寄存器。
其中，SBUF寄存器用于存储要发送或接收的数据，而SCON寄存器用于配置串口通信的工作模式。
二、51单片机串口通信的使用方法1. 串口的初始化在使用51单片机进行串口通信之前，需要进行串口的初始化设置。
具体的步骤如下：a. 设置波特率：使用波特率发生器，通过设定计算器的初值和重装值来实现特定的波特率。
b. 串口工作模式选择：设置SCON寄存器，选择串行模式和波特率。
2. 发送数据发送数据的过程可以分为以下几个步骤：a. 将要发送的数据存储在SBUF寄存器中。
b. 等待发送完成，即判断TI（发送中断标志位）是否为1，如果为1，则表示发送完成。
c. 清除TI标志位。
3. 接收数据接收数据的过程可以分为以下几个步骤：a. 等待数据接收完成，即判断RI（接收中断标志位）是否为1，如果为1，则表示接收完成。
b. 将接收到的数据从SBUF寄存器中读取出来。
c. 清除RI标志位。
三、51单片机串口通信的常见问题与解决方法1. 波特率不匹配当发送方和接收方的波特率不一致时，会导致数据传输错误。
解决方法是在初始化时确保两端的波特率设置一致。
2. 数据丢失当发送方连续发送数据时，接收方可能会出现数据丢失的情况。
MCS-51单片机的串行口及串行通信技术
MCS-51单⽚机的串⾏⼝及串⾏通信技术数据通信的基本概念串⾏通信有单⼯通信、半双⼯通信和全双⼯通信3种⽅式。
单⼯通信：数据只能单⽅向地从⼀端向另⼀端传送。
例如，⽬前的有线电视节⽬，只能单⽅向传送。
半双⼯通信：数据可以双向传送，但任⼀时刻只能向⼀个⽅向传送。
也就是说，半双⼯通信可以分时双向传送数据。
例如，⽬前的某些对讲机，任⼀时刻只能⼀⽅讲，另⼀⽅听。
全双⼯通信：数据可同时向两个⽅向传送。
全双⼯通信效率最⾼，适⽤于计算机之间的通信。
此外，通信双⽅要正确地进⾏数据传输，需要解决何时开始传输，何时结束传输，以及数据传输速率等问题，即解决数据同步问题。
实现数据同步，通常有两种⽅式，⼀种是异步通信，另⼀种是同步通信。
异步通信在异步通信中，数据⼀帧⼀帧地传送。
每⼀帧由⼀个字符代码组成，⼀个字符代码由起始位、数据位、奇偶校验位和停⽌位4部分组成。
每⼀帧的数据格式如图7-1所⽰。
⼀个串⾏帧的开始是⼀个起始位“0”，然后是5〜8位数据（规定低位数据在前，⾼位数据在后），接着是奇偶校验位（此位可省略），最后是停⽌位“1”。
起始位起始位"0”占⽤⼀位，⽤来通知接收设备，开始接收字符。
通信线在不传送字符时，⼀直保持为“1”。
接收端不断检测线路状态，当测到⼀个“0”电平时，就知道发来⼀个新字符，马上进⾏接收。
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。
数据位数据位是要传送的数据，可以是5位、6位或更多。
当数据位是5位时，数据位为D0〜D4；当数据位是6位时，数据位为D0〜D5；当数据位是8位时，数据位为D0〜D7。
奇偶校验位奇偶校验位只占⼀位，其数据位为D8。
当传送数据不进⾏奇偶校验时，可以省略此位。
此位也可⽤于确定该帧字符所代表的信息类型，“1"表明传送的是地址帧，“0”表明传送的是数据帧。
停⽌位停⽌位⽤来表⽰字符的结束，停⽌位可以是1位、1.5位或2位。
停⽌位必须是⾼电平。
接收端接收到停⽌位后，就知道此字符传送完毕。
MCS-51单片机应用教程 第4章
3. 方式1或方式3的波特率 在这两种方式下，串行口波特率是由定时器的溢出率 决定的，因而波特率是可变的。波特率的公式为：
2SMOD 波特率＝ 定时器T1溢出率 32
定时器T1的溢出率计算公式为： f osc 1 定时器T 1 溢出率＝ K （ ) 12 2 －初值
式中： K为定时器T1的位数；若定时器T1方式0，则 K＝13；若定时器T1方式1，则K＝l6；若定时器T1方 式2或方式3，则K＝8。
2. 串行口控制寄存器SCON SCON是可以进行位寻址ห้องสมุดไป่ตู้8位控制寄存器，地址 为98H。SCON的各位的定义和功能如下：
SCON.7 SM0
.6 SM1
.5
.4
.3
.2 RB8
.1 TI
SCON.0 RI
SM2 REN TB8
SM0、SM1： 串行口工作方式选择位（内容见 4.2.2节）。 SM2： 多机通信控制位。具体用法见4.3.3节。 REN： 串行接收允许位。由软件置位或清除。软 件置1时，串行口允许接收，清零后禁止接收。 TB8： 在方式2和方式3中是发送的第9位数据。 RB8： 在方式2和方式3中是接收的第9位数据。 TI： 发送中断标志位。发送结束时由硬件置位。 该位必须用软件清零。 RI： 接收中断标志位。结束接收时由硬件置位。 该位必须用软件清零。
2. 同步方式 将一大批数据分成几个数据块，数据块之间用同步 字符予以隔开，而传输的各位二进制码之间都没有 间隔，所以同步方式是按数据块传送数据的，一次 可以传送完一大批数据。 同步方式中，每一位数据占用的传输时间都是相等 的，接收机的接收时钟应该和发送机的发送时钟以 及传送的码元同步。图4-2(b)中给出了典型的数据 格式。与图4-2(a)相比，同步通信方式的数据格式 中没有两帧之间的空闲时间，也没有一帧之内的识 别标志位。显然这种方式可以大大提高通信速度， 常用于高速计算机的大容量数据通信。
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51单片机教程：单片机串行口介绍
串行口是单片机与外界进行信息交换的工具。
8051 单片机的通信方式有两种：
并行通信:数据的各位同时发送或接收。
串行通信:数据一位一位次序发送或接收。
参看下图：
串行通信的方式：
异步通信：它用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。
其每帧的格式如下：
在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8 个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（能省略），最后是停止位1。
用这种格式表示字符，则字符能一个接一个地传送。
在异步通信中，CPU 与外设之间必须有两项规定，即字符格式和波特率。
字符格式的规定是双方能够在对同一种0 和1 的串理解成同一种意义。
原则上字符格式能由通信的双方自由制定，但从通用、方便的角度出发，一般还是使用一些标准为好，如采用ASCII 标准。
波特率即数据传送的速率，其定义是每秒钟传送的二进制数的位数。
例如，数据传送的速率是120 字符/s，而每个字符如上述规定包含10 数位，则传送波特率为1200 波特。
同步通信：在同步通信中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间；所以在数据块传递时，为了提高速度，常去掉这些标志，采用同步传送。
由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂。