51单片机的串行通信口基本常识

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单片机原理及应用第6章80C51单片机的串行口

单片机原理及应用第6章80C51单片机的串行口80C51单片机是一种基于哈佛架构的8位单片机，具有强大的串行口功能。

串行口是一种通信接口，可以通过单根线传输数据。

本章将介绍80C51单片机的串行口原理及其应用。

一、80C51单片机的串行口原理80C51单片机的串行口包含两个寄存器，分别是SBUF（串行缓冲器）和SCON（串行控制寄存器）。

SBUF寄存器用来存储待发送或接收到的数据，SCON寄存器用来配置和控制串行口的工作模式。

80C51单片机的串行口有两种工作模式：串行异步通信模式和串行同步通信模式。

1.串行异步通信模式串行异步通信是指通信双方的时钟频率不同步，通信的数据按照字符为单位进行传输，字符之间有起始位、数据位、校验位和停止位组成。

80C51单片机的串行口支持标准的RS-232通信协议和非标准通信协议。

在串行异步通信模式下，SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。

首先，需要选择串行口的工作模式。

80C51单片机支持第9位，即扩展模式，可以用来检测通信错误。

其次，需要设置波特率。

波特率是指数据每秒传输的位数，用波特率发生器（Baud Rate Generator，BRGR）来控制。

然后，需要设置起始位、数据位和停止位的配置，包括数据长度（5位、6位、7位或8位）、停止位的个数（1位或2位）。

在发送数据时，将待发送的数据通过MOV指令传送到SBUF寄存器，单片机会自动将数据发送出去。

在接收数据时，需要检测RI（接收中断）标志位，如果RI为1，表示接收到数据，可以通过MOV指令将接收到的数据读取到用户定义的变量中。

2.串行同步通信模式串行同步通信是指通信双方的时钟频率同步，在数据传输时需要时钟信号同步。

80C51单片机的串行同步通信支持SPI（串行外设接口）和I2C（串行总线接口）两种协议。

在串行同步通信模式下，SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。

首先，需要选择串行口的工作模式。

80C51单片机支持主从模式，可以作为主设备发送数据，也可以作为从设备接收数据。

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。

第7章MCS51的串行口

单工
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。

51单片机串口通信(相关例程)

51单片机串口通信(相关例程) 51单片机串口通信(相关例程)一、简介51单片机是一种常用的微控制器，它具有体积小、功耗低、易于编程等特点，被广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中。

串口通信是51单片机的常见应用之一，通过串口通信，可以使单片机与其他外部设备进行数据交互和通信。

本文将介绍51单片机串口通信的相关例程，并提供一些实用的编程代码。

二、串口通信基础知识1. 串口通信原理串口通信是通过串行数据传输的方式，在数据传输过程中，将信息分为一个个字节进行传输。

在51单片机中，常用的串口通信标准包括RS232、RS485等。

其中，RS232是一种常用的串口标准，具有常见的DB-9或DB-25连接器。

2. 串口通信参数在进行串口通信时，需要设置一些参数，如波特率、数据位、停止位和校验位等。

波特率表示在单位时间内传输的比特数，常见的波特率有9600、115200等。

数据位表示每个数据字节中的位数，一般为8位。

停止位表示停止数据传输的时间，常用的停止位有1位和2位。

校验位用于数据传输的错误检测和纠正。

三、串口通信例程介绍下面是几个常见的51单片机串口通信的例程，提供给读者参考和学习：1. 串口发送数据```C#include <reg51.h>void UART_Init(){TMOD = 0x20; // 设置计数器1为工作方式2(8位自动重装) TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600SCON = 0x50; // 设置串口工作方式1，允许串行接收TR1 = 1; // 启动计数器1}void UART_SendChar(unsigned char dat){SBUF = dat; // 发送数据while (!TI); // 等待发送完成TI = 0; // 清除发送完成标志}void main(){UART_Init(); // 初始化串口while (1){UART_SendChar('A'); // 发送字母A}}```2. 串口接收数据```C#include <reg51.h>void UART_Init(){TMOD = 0x20; // 设置计数器1为工作方式2(8位自动重装) TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600SCON = 0x50; // 设置串口工作方式1，允许串行接收TR1 = 1; // 启动计数器1}void UART_Recv(){unsigned char dat;if (RI) // 检测是否接收到数据{dat = SBUF; // 读取接收到的数据 RI = 0; // 清除接收中断标志// 处理接收到的数据}}void main(){UART_Init(); // 初始化串口EA = 1; // 允许中断ES = 1; // 允许串口中断while (1)// 主循环处理其他任务}}```3. 串口发送字符串```C#include <reg51.h>void UART_Init(){TMOD = 0x20; // 设置计数器1为工作方式2(8位自动重装) TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600SCON = 0x50; // 设置串口工作方式1，允许串行接收TR1 = 1; // 启动计数器1}void UART_SendString(unsigned char *str){while (*str != '\0')SBUF = *str; // 逐个发送字符while (!TI); // 等待发送完成TI = 0; // 清除发送完成标志str++; // 指针指向下一个字符}}void main(){UART_Init(); // 初始化串口while (1){UART_SendString("Hello, World!"); // 发送字符串}}```四、总结本文介绍了51单片机串口通信的基础知识和相关编程例程，包括串口发送数据、串口接收数据和串口发送字符串。

第7章 MCS-51串行接口

5．通信协议
(1) 奇偶校验 (2) 累加和校验 (3) 循环冗余码校验（Cyclic Redundancy Check, 简称CRC）
7.2 MCS-51串行口结构与工作原理
MCS-51单片机内部含有1个可编程全双工串行通信接口，它有4种工作方式。串行口内部结构如下图，两个物理上独立地接收和发送缓冲器，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）
发送指令：MOV SBUF，A ;将数据写到发送缓冲器SBUF 接收指令：MOV A，SBUF ;读出接收缓冲器SBUF中接收到的数据控制寄存器共两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。
串行数据缓冲器SBUF 在逻辑上只有一个，既表示发送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一个单元地址99H，用同一寄存器名SBUF。在物理上有两个，一个是发送缓冲寄存器，另一个是接收缓冲寄存器。发送时，只需将发送数据输入SBUF，CPU将自动启动和完成串行数据的发送；接收时，CPU将自动把接收到的数据存入SBUF，用户只需从SBUF中读出接收数据。指令 MOV SBUF，A 启动一次数据发送,可向SBUF 再发送下一个数指令 MOV A，SBUF 完成一次数据接收,SBUF可再接收下一个数
（2）同步通信同步通信依靠同步字符保持通信同步。同步通信是由1～2个同步字符和多字节数据位组成，同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据；多字节数据之间不允许有空隙，每位占用的时间相等；空闲位需发送同步字符。（同步字符可以用户约定，也可以有用ASCⅡ码中规定的SYNC同步字符（即16H））同步通信传输速度较快，但要求有准确的时钟来实现收发双方的严格同步，对硬件要求较高，适用于成批数据传送。

51单片机串口通信原理

51单片机串口通信原理详解1. 引言串口（Serial Port）是一种常用于计算机与外部设备之间进行数据传输的接口，它是一种逐位传输的方式。

51单片机是一种非常常用的单片机，串口通信是其重要的通信方式之一。

本文将详细解释51单片机串口通信的基本原理，包括串口通信的定义、硬件连接示意图、通信协议、数据传输过程以及数据接收处理等方面的内容。

2. 串口通信定义串口通信是一种通过串行通路进行数据传输的通信方式。

它是一种点对点的通信协议，即通信的两端通过共享数据线进行数据交换。

3. 硬件连接示意图完成串口通信，需要将单片机与外部设备进行连接。

下图是一个常见的串口通信连接示意图：___| |TXD <-|---|---> RXD| |RXD <-|---|---> TXD|___|单片机外部设备通常，单片机的TXD引脚连接到外部设备的RXD引脚，而单片机的RXD引脚连接到外部设备的TXD引脚。

4. 串口通信协议串口通信需要明确一种通信协议，以规定数据的传输格式和相关参数。

在51单片机中，常用的串口通信协议有UART（Universal Asynchronous ReceiverTransmitter）和USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）。

UART是指不使用时钟信号而直接利用起始位、数据位和停止位来传输数据的协议，属于异步通信。

USART是指同步和异步传输都能实现的通信协议。

5. 数据传输过程串口通信的数据传输过程可以分为发送和接收两个部分。

5.1 发送数据发送数据的步骤如下：1.配置串口通信参数，包括波特率、数据位、停止位和校验位等。

2.将要发送的数据存放在发送缓冲区中。

3.设置发送开始标志位。

4.如果发送缓冲区为空，则等待直到缓冲区不为空。

5.将发送缓冲区中的数据通过串口发送出去。

6.等待发送完成。

MCS-51单片机串行通信

9.1 串行通信概述
• ④停止位表示发送一个数据的结束，用高电平表示，占1 位、1.5 位或2 位。 • 线路空闲时，线路处于逻辑“1”等待状态，即空闲位为1。空闲位是异步通信特征之一。异步通信中数据传送格式如图9.1 所示。 • 图9.1 异步通信数据帧格式
图9.1 异步通信数据帧格式
9.1 串行通信概述
9.1 串行通信概述
• 3．波特率 • 波特率是数据传递的速率，指每秒传送二进制数据的位数，单位为位/秒（bit/s）。 • 例9.1 假设微型打印机最快的传送速率为30 字符/秒，每个字符为10 位，计算波特率。 • 解： • 波特率＝10 b/字符×30字符/s＝300 b/s • 每一位代码的传送时间Td 为波特率的倒数： • Td＝1/300＝3.3 ms • 异步通信的波特率一般在50～19 200 b/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。
异步10位收发异步11位收发异步11位收发
9.2 串行口结构与工作原理
• SM2：多机通信控制位。 • a．用于方式2和方式3。若SM2＝1，则允许多机通信。多机通信协议规定，若第9位数据(RB8)为1，则表明本帧数据为地址帧。否则，若第9位数据(RB8)为0，则表明本帧数据为数据帧。 • 当一个8051(主机)与多个8051(从机)进行通信时，令所有从机的SM2都置1。主机要与某个从机通信，首先发送一个与该从机相一致的地址帧(每个从机的地址必须惟一)，且第9位为1，所有从机接收到数据后，将第9位送入RB8 中。 • 若RB8＝1，说明是地址帧，将数据装入SBUF，且置RI ＝1，即中断所有从机，若从机判断出该地址帧数据与本机号(地址)一致，则置SM2＝0，准备接收主机发来的数据。其他从机仍然保持SM2＝1。

51单片机串口通信及波特率设置

51单片机串口通信及波特率设置MCS-51单片机具有一个全双工的串行通信接口，能同时进行发送和接收。

它可以作为UART（通用异步接收和发送器）使用，也可以作为同步的移位寄存器使用。

1. 数据缓冲寄存器SBUFSBUF是可以直接寻址的专用寄存器。

物理上，它对应着两个寄存器，即一个发送寄存器一个接收寄存器，CPU写SBUF就是修改发送寄存器；读SBUF就是读接收寄存器。

接收器是双缓冲的，以避免在接收下一帧数据之前，CPU未能及时的响应接收器的中断，没有把上一帧的数据读走而产生两帧数据重叠的问题。

对于发送器，为了保持最大的传输速率，一般不需要双缓冲，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠问题。

2. 状态控制寄存器SCONSCON是一个逐位定义的8位寄存器，用于控制串行通信的方式选择、接收和发送，指示串口的状态，SCON即可以字节寻址也可以位寻址，字节地址98H，地址位为98H~9FH。

它的各个位定义如下：MSB LSBSM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0和SM1是串口的工作方式选择位，2个选择位对应4种工作方式，如下表，其中Fosc是振荡器的频率。

SM0 SM1 工作方式功能波特率0 0 0 8位同步移位寄存器Fosc/120 1 1 10位UART 可变1 02 11位UART Fosc/64或Fosc/321 1 3 11位UART 可变SM2在工作方式2和3中是多机通信的使能位。

在工作方式0中，SM2必须为0。

在工作方式1中，若SM2=1且没有接收到有效的停止位，则接收中断标志位RI不会被激活。

在工作方式2和3中若SM2=1且接收到的第9位数据（RB8）为0，则接收中断标志RB8不会被激活，若接收到的第9位数据（RB8）为1，则RI置位。

此功能可用于多处理机通信。

REN为允许串行接收位，由软件置位或清除。

置位时允许串行接收，清除时禁止串行接收。

TB8是工作方式2和3要发送的第9位数据。

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。

51单片机串行通讯

51单片机串行通讯在当今的电子世界中，单片机的应用无处不在，从家用电器到工业自动化，从智能仪表到航空航天，都能看到它的身影。

而在单片机的众多功能中，串行通讯是一项非常重要的技术。

首先，咱们来了解一下什么是串行通讯。

简单来说，串行通讯就是指数据一位一位地按顺序传送。

与并行通讯（数据的各位同时传送）相比，串行通讯虽然速度相对较慢，但它只需要少数几条线就能完成数据传输，大大降低了硬件成本和连线的复杂性。

51 单片机的串行通讯有两种工作方式：同步通讯和异步通讯。

异步通讯是比较常用的一种方式。

在异步通讯中，数据是以字符为单位进行传输的。

每个字符由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。

起始位是一个低电平信号，用于通知接收方数据即将开始传输。

数据位通常是 5 到 8 位，可以表示一个字符的信息。

奇偶校验位用于检验传输数据的正确性，而停止位则是高电平，标志着一个字符传输的结束。

同步通讯则是在发送和接收两端使用同一个时钟信号来控制数据的传输。

这种方式传输速度快，但硬件要求相对较高。

51 单片机的串行口结构包括发送缓冲器和接收缓冲器。

发送缓冲器只能写入不能读出，而接收缓冲器只能读出不能写入。

在进行串行通讯时，我们需要对 51 单片机的串行口进行初始化设置。

这包括设置波特率、数据位长度、奇偶校验位和停止位等参数。

波特率是指每秒传输的位数，它决定了数据传输的速度。

通过设置定时器 1 的工作方式和初值，可以得到不同的波特率。

在编程实现串行通讯时，我们可以使用查询方式或者中断方式。

查询方式相对简单，但会占用大量的 CPU 时间，影响系统的实时性。

中断方式则可以在数据接收或发送完成时触发中断，提高系统的效率。

比如说，我们要实现 51 单片机与 PC 机之间的串行通讯。

在 PC 端，我们可以使用串口调试助手等软件来发送和接收数据。

在单片机端，通过编写相应的程序，设置好串行口的参数，然后根据接收的数据执行相应的操作，或者将需要发送的数据发送出去。

MCS-51_第07章 MCS-51的串行口

【例7-1】方式2发送在双机串行通信中的应用
下面的发送中断服务程序，以TB8作为奇偶校验位，偶校验发送。数据写入SBUF之前，先将数据的偶校验位写入TB8 （设第2组的工作寄存器区的R0作为发送数据区地址指针）。
PIPTI： PUSH PSW PUSH Acc SETB RS1 CLR CLR MOV MOV MOV RS0 TI A，@R0 C，P TB8，C ；发送中断标志清“0” ；取数据；校验位送TB8，采用偶校验；P=1，校验位TB8=1，P=0，校验；位TB8=0 ；选择第2组工作寄存器区；现场保护
MOV SBUF ，A INC R0 POP Acc POP PSW RETI
；A数据发送，同时发TB8 ；数据指针加1 ；恢复现场；中断返回
2．方式2接收 SM0、SM1=10，且REN = 1时，以方式2接收数据。数据由RXD端输入，接收11位信息。当位检测逻辑采样
到RXD的负跳变，判断起始位有效，便开始接收一帧信息。
（RX时钟），它的频率和传送的波特率相同，另一种是位检测器采样脉冲，频率是RX时钟的16倍。以波特率的16倍速率采样RXD脚状态。当采样到RXD端从1到0的负跳变时就启动检测器，接收的值是3次连续采样（第7、8、9个脉冲时采样）取两次相同的值，以确认起始位（负跳变）的开始，较好地消除干扰引起的影响。
字节地址为87H，不能位寻址。格式如图7-3所示。
D7 PCON SMOD D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 87H
图7-3
特殊功能寄存器PCON的格式
2SMOD 32
下面介绍PCON中各位功能。仅最高位SMOD与串口有
关。 SMOD：波特率选择位。例如，方式1的波特率计算公式为

51单片机串行通信原理

51单片机串行通信原理串行通信是指在信息传输时，数据位逐个进行传输的方式。

51单片机串行通信是指在51单片机中，使用串行通信协议进行数据传输。

1.串行传输方式：串行通信中，数据位按照顺序逐个传输。

每个数据位传输结束后，发送端或接收端会发送一个时钟信号来同步数据的传输。

2.通信协议：串行通信需要定义一种通信协议，用于规定数据传输的格式和规则。

常用的串行通信协议包括UART（通用异步收发传输）协议、SPI（串行外设接口）协议和I2C（串行双线制）协议等。

3.UART串行通信协议：UART协议是一种异步串行通信协议，常用于单片机与外部设备（如计算机、模块等）之间的通信。

UART使用一对传输线（分别为传输线和接收线）进行数据的传输，通过起始位、数据位、校验位和停止位等进行数据的解析和传输。

4.SPI串行通信协议：SPI协议是一种同步串行通信协议，常用于单片机与外部设备之间的通信。

SPI使用四根传输线（分别为传输线、接收线、时钟线和片选线）进行数据的传输，通过时钟信号同步数据的传输。

SPI协议具有母－从的结构，单片机可以作为主设备控制从设备的操作。

5.I2C串行通信协议：I2C协议是一种双线制串行通信协议，常用于单片机与外部设备之间的通信。

I2C使用两条传输线（分别为传输线和接收线）进行数据的传输，通过时钟信号同步数据的传输。

I2C协议具有多主－多从的结构，多个设备可以共享同一条数据线。

6.数据传输流程：在串行通信过程中，发送端会将数据位逐个传输到接收端。

接收端接收到数据位后，对数据进行解析和处理。

在UART协议中，通信开始时发送端会发送起始位，然后发送数据位，接收端解析数据位后，可以进行校验，最后发送停止位。

在SPI和I2C协议中，发送端通过时钟信号同步数据的传输，并通过片选线或地址来选择接收端。

以上就是51单片机串行通信的原理，通过串行通信可以有效地进行数据传输和设备间的通信。

51单片机串行口

信两种基本通信方式。
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单片机的串行通信口基本常识
MCS-51单片机内部有一个全双工的串行通信口，即串行接收和发送缓冲器（SBUF），这两个在物理上独立的接收发送器，既可以接收数据也可以发送数据。

但接收缓冲器只能读出不能写入，而发送缓冲器则只能写入不能读出，它们的地址为99H。

这个通信口既可以用于网络通信，亦可实现串行异步通信，还可以构成同步移位寄存器使用。

如果在传行口的输入输出引脚上加上电平转换器，就可方便地构成标准的RS-232接口。

下面我们分别介绍。

[1].基本概念
数据通信的传输方式
常用于数据通信的传输方式有单工、半双工、全双工和多工方式。

单工方式：数据仅按一个固定方向传送。

因而这种传输方式的用途有限，常用于串行口的打印数据传输与简单系统间的数据采集。

半双工方式：数据可实现双向传送，但不能同时进行，实际的应用采用某种协议实现收/发开关转换。

全双工方式：允许双方同时进行数据双向传送,但一般全双工传输方式的线路和设备较复杂。

多工方式：以上三种传输方式都是用同一线路传输一种频率信号，为了充分地利用线路资源，可通过使用多路复用器或多路集线器，采用频分、时分或码分复用技术，即可实现在同一线路上资源共享功能，我们盛之为多工传输方式。

串行数据通信两种形式
异步通信
在这种通信方式中，接收器和发送
器有各自的时钟，它们的工作是非同步
的，异步通信用一帧来表示一个字符，
其内容如下：一个起始位，仅接着是若
干个数据位，图2是传输45H的数据
格式。

同步通信
同步通信格式中，发送器和接收器
由同一个时钟源控制，为了克服在异步
通信中，每传输一帧字符都必须加上起
始位和停止位，占用了传输时间，在要
求传送数据量较大的场合，速度就慢得
多。

同步传输方式去掉了这些起始位和
停止位，只在传输数据块时先送出一个
同步头（字符）标志即可。

同步传输方式比异步传输方式速
度快，这是它的优势。

但同步传输方式
也有其缺点，即它必须要用一个时钟来
协调收发器的工作，所以它的设备也较
复杂。

串行数据通信的传输速率
串行数据传输速率有两个概念，即每秒转送的位数bps（Bit per second）和每秒符号数—波特率（Band rate），在具有调制解调器的通信中，波特率与调制速率有关。

[2].MCS-51的串行口和控制寄存器
串行口控制寄存器
MCS-51单片机串行口寄存器结构如
图3所示。

SBUF为串行口的收发缓冲器，
它是一个可寻址的专用寄存器，其中包含
了接收器和发送器寄存器，可以实现全双
工通信。

但这两个寄存器具有同一地址
（99H）。

MCS-51的串行数据传输很简
单，只要向发送缓冲器写入数据即可发送
数据。

而从接收缓冲器读出数据即可接收
数据。

此外，从图中可看出，接收缓冲器前
还加上一级输入移位寄存器，MCS-51这
种结构目的在于接收数据时避免发生数据
帧重叠现象，以免出错，部分文献称这种
结构为双缓冲器结构。

而发送数据时就不
需要这样设置，因为发送时，CPU是主动
的，不可能出现这种现象。

串行通信控制寄存器
在上一节我们已经分析了SCON控制寄存器，它是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据的通信控制，单元地址是98H，其结构格式如下：
下面我们对各控制位功能介绍如下：
(1).SM0、SM1：串行口工作方式控制位。

SM0，SM1 工作方式
00 方式0
01 方式1
10 方式2
11 方式3
(2).SM2：多机通信控制位。

多机通信是工作于方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。

接收状态，当串行口工作于方式2或3，以及SM2=1时，只有当接收到第9位数据（RB8）为1时，才把接收到的前8位数据送入SBUF，且置位RI发出中断申请，否则会将接受到的数据放弃。

当SM2=0时，就不管第位数据是0还是1，都难得数据送入SBUF，并发出中断申请。

工作于方式0时，SM2必须为0。

(3).REN：允许接收位。

REN用于控制数据接收的允许和禁止，REN=1时，允许接收，REN=0时，禁止接收。

(4).TB8：发送接收数据位8。

在方式2和方式3中，TB8是要发送的——即第9位数据位。

在多机通信中同样亦要传输这一位，并且它代表传输的地址还是数据，TB8=0为数据，TB8=1时为地址。

(5).RB8：接收数据位8。

在方式2和方式3中，RB8存放接收到的第9位数据，用以识别接收到的数据特征。

(6).TI：发送中断标志位。

可寻址标志位。

方式0时，发送完第8位数据后，由硬件置位，其它方式下，在发送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1表示帧发送结束，TI可由软件清“0”。

(7).RI：接收中断标志位。