第7章51单片机串行口
串行通信
3、串行通信工作方式 、
单工 A 发 A 发 收 B 收 广播电台 收音机
半双工
B 收 发
对讲机
全双工
A 发 收
B 收 发
电话机
4、波特率 、
波特率是指每秒钟传送信号的数量，单位为波特（Baud）。 波特率是指每秒钟传送信号的数量，单位为波特（Baud） 是指每秒钟传送信号的数量 波特 例：异步串行通信的数据传送的速率是120字符/秒，而每个字符规 异步串行通信的数据传送的速率是120字符/ 120字符 定包含10位（ 1个起始位、8个数据位、1个停止位）数字，则传输 定包含10位 个起始位、 个数据位、 个停止位）数字， 10 波特率为： 波特率为： 120字符/秒× 10位/字符=1200位/秒= 1200bps 10位 字符=1200 =1200位 120字符/ 字符
(P3.1)
去申请中断
1、SBUF：串行发送 / 接收数据缓冲器 99H 、 ： 发送 接收 2、SCON：串行口控制寄存器 、 ：
SM0 SM1 SM2 REN TB8
98H
RB8 TI RI
3、PCON：特殊功能寄存器 ：
SMOD
87H
4、IE：中断允许寄存器 、 ：
EA ES
A8H
ET1 EX1 ET0 EX0
如何发送和接收数据 可中断、 可中断、可查询
MCS-51串行口的结构如下图所示： SBUF （发） A 累 加 器 波 特 率 发 生 器
T1
(门)移位寄存器 门 移位寄存器 发送控制器 TI
引脚 TxD
(P3.1)
CPU CPU 内 部
≥1
接收控制器 RI SBUF （收） 引脚 移位寄存器 RxD
单片机习题答案
单片机-习题答案第七章MCS-51的串行口1．串行数据传送的主要优点和用途是什么？答：串行数据传送的主要优点是硬件接口简单，接口端口少（2个）。
主要用于多个单片机系统之间的数据通信。
2．简述串行口接收和发送数据的过程。
答：以方式一为例。
发送：数据位由TXT端输出，发送1帧信息为10为，当CPU执行1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/SEND变为有效，将起始位想TXD输出，此后，每经过1个TX时钟周期，便产生1个移位脉冲，并由TXD输出1个数据位。
8位数据位全部完毕后，置1中断标志位TI，然后/SEND信号失效。
接收：当检测到起始位的负跳变时，则开始接收。
接受时，定时控制信号有2种，一种是位检测器采样脉冲，它的频率是RX时钟的16倍。
也就是在1位数据期间，有16个采样脉冲，以波特率的16倍的速率采样RXD引脚状态，当采样到RXD端从1到0的跳变时就启动检测器，接收的值是3次连续采样，取其中2次相同的值，以确认是否是真正的起始位的开始，这样能较好地消除干扰引起的影响，以保证可靠无误的开始接受数据。
3．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式（1）。
4．串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？答：串行口有3种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3；有3种帧格式，方式2和3具有相同的帧格式；方式0的发送和接收都以fosc/12为固定波特率，方式1的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率方式2的波特率=2SMOD/64×fosc方式3的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率5．假定串行口串行发送的字符格式为1个起始位，8个数据位，1个奇校验位，1个停止位，请画出传送字符“A”的帧格式。
起始位01000000校验位停止位6．判断下列说法是否正确：（1）串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。
《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口
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。
binbin详解第7章-串行输入输出接口电路
5. 信号的调制和解调
利用电话信道（频带宽度通常为 利用电话信道（频带宽度通常为300～3400Hz）进行远距离传输，为完 ～ ）进行远距离传输， 成传输数字信号，通常把数字信号的“ 或 成传输数字信号，通常把数字信号的“0”或“1”转换成较高的不同频率的模拟 转换成较高的不同频率的模拟 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制， 调制 信号，而在接收端再将该模拟信号转换成数字信号。前一种转换称为调制，后 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem） 一种转换称为解调。完成调制、解调功能的设备叫做调制解调器（Modem）。 解调 调制解调器
波特率与字符的传送速率不同： 波特率与字符的传送速率不同：
波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数， 波特率是每秒钟传送的二进制位数，传送率是每秒钟传送的字符个数，二 者之间存在如下关系： 者之间存在如下关系：
波特率=位 字符 字符/秒 位 秒 字符× 波特率 位/字符×字符 秒=位/秒
串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。 串行通信按通信的格式分为：异步通信和同步通信。
通信协议：通信的双方约定，何时开始发送， 通信协议：通信的双方约定，何时开始发送，何时发送完毕以及双方的 联络方式、正确与否等。 联络方式、正确与否等。
周国运单片机原理及应用(C语言版)7
VCC 时钟禁止 D C 并 B 入 A 串入 QH串出
并入/串出
7.3.2 串行口方式1
方式1真正用于串行发送或接收。TXD与RXD 分别用于发送、接收数据。 帧格式：1位起始位、8位数据位（低位在前）、 1位停止位，共10位。 在接收时，停止位进入SCON的RB8 此方式的波特率可调，由T1控制。 SCON=0101 0000b=0x50
方式1发送
只要写SBUF就启动发送
方式1接收 1）接收条件：SCON中的REN置1 2）接收过程： REN置1后，串行口对接收引脚 RXD检测，当RXD由高变低时开始移位接收；接收 完后将停止位装入RB8中。 3）接收的数据有效的条件： a、RI=0； b、SM2=0，或者SM2=1并且RB8=1 满足以上2条，则将8位数据装入SBUF，且RI置1。 有以下情况之一则数据无效： a） RI=1； b） SM2=1并且RB8=0 注意：除了方式2、3的多机通信之外，SM2应清0
GND
图7-1 并行通信示意图
图7-2 串行通信示意图
两种通信特点： 并行通信连线多，速度快，适合近距离通信； 图7-1 并行通信示意图 串行通信连线少，速度慢，适合远距离通信。
7.1.2 异步通信和同步通信
1．异步通信
异步通信中，传送的数据可以是一个字符代码或 一个字节数据，数据以帧的形式一帧一帧传送。
+5V
SH/LD
接收电路
7.3.1 串行口方式0
串入/并出
串 A 入 B QA QB QC QD
GND
74LS164 1 14 2 13 3 12 4 11 5 10 6 9 7 8
SH/LD CLK E 并 F 入 G H 串出 Q
GND
单片机第7章89C51串行口和串行通信PPT课件
4
7.1 串行通信的概念
• 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进 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。
• 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。
• 例如，在IBM-PC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 30m时，则要采用串行通信方式。89C51单片机具有并 行和串行二种基本通信方式。
字 同 符 步 1 字 同 符 步 2 数 据 块 （ 若 干 字 节 ）校 符 验 1 校 符 验 2
起 始
结 束
➢ 在这种通信方式中，数据块内的各位数据之间没有间 隔，传输效率高；
➢ 发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)， 且数据块长度越大，对同步要求就越高。
➢ 同步通信设备复杂，成本高，一般只用在高速数字通 信系统中。
• 在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保 证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要同时传送时钟信号。
• 同步传送可以提高传输速率（达56kb/s或更高），但硬件比较复杂。
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28.09.2020
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2、异步通信
• 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。
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第七章 89C51串行口及串行通信技术
• 串行通信只用一位数据线传送数据的位信号，即使加上几 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、 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 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。
nj单片机原理及应用(C语言版)第7章
单片机原理及应用（C语言版）第7章MCS-51单片机串行口主编：周国运中国水利水电出版社本章要点本章主要讲述MCS-51单片机串行口的结构、工作原理以及应用。
主要内容包括串行通信基本知识、MCS-51单片机串行口结构、串行口工作方式以及单片机与PC机通信的接口电路。
7.1 串行通信基本知识主要内容7.1.1 数据通信7.1.2 异步通信和同步通信7.1.3 波特率7.1.4 通信方向7.1.5 串行通信接口种类7.1.1 数据通信计算机与外界的信息交换称为通信。
基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。
1．并行通信单位信息（通常指一个字节）的各位数据同时传送的通信方法称为并行通信。
优点：传送速度快；缺点：数据有多少位，就需要多少根传送线。
适合近距离通信7.1.1 数据通信2．串行通信单位信息的各位数据被分时一位一位依次顺序传送的通信方式称为串行通信。
优点：只需一对传输线，大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；缺点：传送速度较低。
适合远距离通信1．异步通信异步通信中，传送的数据可以是一个字符代码或一个字节数据，数据以帧的形式一帧一帧传送。
7.1.2异步通信和同步通信图7-3 异步通信的一帧数据格式1、异步通信起始位（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。
数据位：紧接着起始位后面，它可以是5位（D0--D4）、6位、7位或8位（D0--D7）。
1、异步通信奇偶校验：只占一位，但也可以规定不使用奇偶校验位，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。
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
《单片机原理与接口技术》第7章 串行接口
PCON寄存器的D7位为SMOD，称为波特率倍增位。即当SMOD=1时，波 特率加倍; 当SMOD=0时，波特率不加倍。 通过软件可设置SMOD=0或SMOD=1。因为PCON无位寻址功能，所以， 要想改变SMOD的值，可通过相应指令来完成: ANL ORL MOV PCON，#7FH PCON，#80H PCON，#00H ;使SMOD=0 ;使SMOD=1 ;使SMOD=0
高等职业教育 计算机类课程规划教材
大连理工大学出版社
第7章
7.1 7.2 7.3 7.4
串行接口
串行通信的基本概念 MCS-51 单片机串行接口及控制寄存器 MCSMCSMCS-51 单片机串行口的工作方式 串行口的应用
7.1 串行通信的基本概念
7.1.1 数据通信的概念 计算机的CPU与外部设备之间、计算机与计算机之间的信息交换称 为数据通信。 1.并行通信 1.并行通信 并行通信是数据的各位同时进行传送（发送或接收）的通信方式。 其优点是数据传送速度快; 缺点是数据有多少位，就需要多少根传送线。 2.串行通信 2.串行通信 串行通信是数据的各位一位一位顺序传送的通信方式。
7.3
7.3.1 方式0 方式0
MCS-51单片机串行口的工作方式 MCS-51单片机串行口的工作方式
串行口工作于方式0下，串行口为8位同步移位寄存器输入/输出口， 其波特率固定为fosc/12。
数据由RXD（P3.0）端输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）端 输出，发送、接收的是 8位数据。不设起始位和停止位，低位在前，高 位在后。其帧格式为:
起始0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TB8/RB8 停止1
51单片机串行口的工作方式解析
51单片机串行口的工作方式解析方式0是外接串行移位寄存器方式。
工作时，数据从RXD串行地输入/输出，TXD输出移位脉冲，使外部的移位寄存器移位。
波特率固定为fosc/12(即，TXD 每机器周期输出一个同位脉冲时，RXD接收或发送一位数据)。
每当发送或接收完一个字节，硬件置TI=1或RI=1，申请中断，但必须用软件清除中断标志。
实际应用在串行I/O口与并行I/O口之间的转换。
2)方式1方式1是点对点的通信方式。
8位异步串行通信口，TXD为发送端，RXD为接收端。
一帧为10位，1位起始位、8位数据位(先低后高)、1位停止位。
波特率由T1或T2的溢出率确定。
在发送或接收到一帧数据后，硬件置TI=1或RI=1，向CPU申请中断;但必须用软件清除中断标志，否则，下一帧数据无法发送或接收。
(1)发送：CPU执行一条写SBUF指令，启动了串行口发送，同时将1写入输出移位寄存器的第9位。
发送起始位后，在每个移位脉冲的作用下，输出移位寄存器右移一位，左边移入0，在数据最高位移到输出位时，原写入的第9位1的左边全是0，检测电路检测到这一条件后，使控制电路作最后一次移位，/SEND和DATA 无效，发送停止位，一帧结束，置TI=1。
(2)接收：REN=1后，允许接收。
接收器以所选波特率的16倍速率采样RXD端电平，当检测到一个负跳变时，启动接收器，同时把1FFH写入输入移位寄存器(9位)。
由于接、发双方时钟频率有少许误差，为此接收控制器把一位传送时间16等分采样RXD，以其中7、8、9三次采样中至少2次相同的值为接收值。
接收位从移位寄存器右边进入，1左移出，当最左边是起始位0时，说明已接收8位数据，再作最后一次移位，接收停止位。
此后：A、若RI=0、SM2=0，则8位数据装入SBUF，停止位入RB8，置RI=1。
B、若RI=0、SM2=1，则只有停止位为1时，才有上述结果。
C、若RI=0、SM2=1，且停止位为0，则所接数据丢失。
51单片机复习题及答案
第1章单片机概述1．单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将CPU、存储器、和I/O口 3部分集成于一块芯片上。
2．8051与8751的区别是C。
A．内部数据存储单元数目不同B．内部数据存储器的类型不同C．内部程序存储器的类型不同D．内部寄存器的数目不同3．在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。
A．辅助设计应用；B．测量、控制应用；C．数值计算应用；D．数据处理应用答：B。
第2章 51单片机片内硬件结构1．在51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。
答：2µs2．AT89C51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。
答：12。
3．若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为。
答：P标志位的值为0。
4．内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H～ H。
答：00H；1FH。
5．通过堆栈操作实现子程序调用，首先要把的内容入栈，以进行断点保护。
调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到。
答：PC；PC。
6． 51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为51单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。
答：64KB。
7．判断下列项说法是正确的。
A．51单片机的CPU是由RAM和EPROM组成的B．区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端C．在51单片机中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1D．PC可以看成是程序存储器的地址指针答： A. 错； B. 错；C. 对；D. 对。
8．判断以下有关PC和DPTR的结论是正确的。
A．DPTR是可以访问的，而PC不能访问B．它们都是16位寄存器C．在单片机运行时，它们都具有自动加“1”的功能D．DPTR可以分为2个8位的寄存器使用，但PC不能答：A. 对； B. 对；C. 错；D. 对。
9．判断下列说法项是正确的。
A．程序计数器PC不能为用户编程时直接访问，因为它没有地址B．内部RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能供字节寻址使用C．51单片机共有21个特殊功能寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。
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
单片机网上课程作业第七章答案
1. 串行数据传送的主要优点和用途是什么?答：串行数据传送的主要优点是硬件接口简单，接口端口少（2个）。
主要用于多个单片机系统之间的数据通信。
2.简述串行口接收和发送数据的过程。
答：以方式一为例。
发送：数据位由TXT端输出，发送1帧信息为10为，当CPU执行1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/SEND变为有效，将起始位想TXD输出，此后，每经过1个TX时钟周期，便产生1个移位脉冲，并由TXD输出1个数据位。
8位数据位全部完毕后，置1中断标志位TI，然后/SEND信号失效。
接收：当检测到起始位的负跳变时，则开始接收。
接受时，定时控制信号有2种，一种是位检测器采样脉冲，它的频率是RX时钟的16倍。
也就是在1位数据期间，有16个采样脉冲，以波特率的16倍的速率采样RXD引脚状态，当采样到RXD端从1到0的跳变时就启动检测器，接收的值是3次连续采样，取其中2次相同的值，以确认是否是真正的起始位的开始，这样能较好地消除干扰引起的影响，以保证可靠无误的开始接受数据。
3．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通讯方式是方式（ 1 ）。
4．串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？答：串行口有3种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3；有3种帧格式，方式2和3具有相同的帧格式；方式0的发送和接收都以fosc/12为固定波特率，方式1的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率方式2的波特率=2SMOD/64×fosc 方式3的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率5．假定串行口串行发送的字符格式为1个起始位，8个数据位，1个奇校验位，1个停止位，请画出传送字符“A”的帧格式。
起始位0 1 0 0 0 0 0 0 校验位停止位6．判断下列说法是否正确：（A）串行口通讯的第9数据位的功能可由用户定义。
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。
单片机原理及应用第07章串行口
单片机原理及应用第07章串行口在单片机中，串行口是一种常见的通信接口。
串行口允许单片机与外部设备通过串行通信进行数据的传输和接收。
它常用于与计算机、显示器、键盘、传感器等设备进行数据交互。
串行口一般有两个主要的部分：发送器和接收器。
发送器负责将单片机内部的数据转换成串行数据，并通过一个引脚发送出去。
接收器负责将从外部设备接收到的串行数据转换成单片机内部的数据，供单片机进一步处理。
串行口的应用非常广泛。
以下是串行口在一些常见应用中的使用方式：1.与计算机通信：单片机可以通过串行口与计算机进行数据交互。
这种应用广泛用于传感器数据的采集、控制命令的发送等场景。
通过串行口，单片机可以将采集到的数据传输给计算机进行分析和处理，或者接收计算机发送的控制命令实现特定功能。
2.与显示器通信：串行口可以用来控制液晶显示器（LCD）。
通过发送特定的指令和数据，单片机可以控制液晶显示器显示不同的字符、图形或者动画。
这种应用广泛用于嵌入式系统中的人机交互界面，如数码相机、手机等设备。
3.与键盘通信：通过串行口，单片机可以接收来自键盘的按键数据。
这种应用广泛用于嵌入式系统中的输入设备，如电脑键盘、数字键盘等。
通过接收键盘的按键数据，单片机可以进行相应的操作，如控制电机、显示字符等。
4.与传感器通信：单片机可以通过串行口与各种传感器进行通信。
传感器可以是温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
通过串行口，单片机可以获取传感器采集到的数据，并进行相应的处理和控制。
总之，串口是一种非常常见并且实用的通信接口，在单片机中得到了广泛应用。
它不仅可以实现单片机与外部设备之间数据的传输和接收，还可以用于控制和监测各种设备。
通过串口的使用，单片机可以更加灵活和方便地与外部设备进行通信，从而实现更多样化、智能化的应用。
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。
单片机第七章习题参考题答案
word 格式格式.. .. 第七章 习题参考答案一、填空题1、在串行通信中，有数据传送方向为 单工 、 半双工 和 全双工 三种方式。
2、要串口为10位UART UART，，工作方式应选为 方式1 。
3、用串口扩并口时，串行接口工作方式应选为方式 0 。
4、计算机的数据传送有两种方式，即 并行数据传送 和 串行数据传 送 方式，其中具有成本低特点的是 串行数据传送 方式。
5、串行通信按同步方式可分为 异步 通信和 同步 通 信。
6、异步串行数据通信的帧格式由 起始 位、 数据 位、 奇偶校验 位和位和停止 位组成。
7、串行接口电路的主要功能是 串行串行 化和 反串行 化，把 帧中格式信息滤除而保留数据位的操作是 反串行反串行 化。
8、专用寄存器“串行数据缓冲寄存器”，实际上是 发送缓冲 寄存器和 接 收缓冲寄存器的总称。
9、MCS-51的串行口在工作方式0下，是把串行口作为 同步移位 寄存器来使用。
这样，在串入 并出移位寄存器的配合下，就可以把串行口作为 并行输出 口使用，在并入串出移位寄存器的配合下，就可以把串行 口作为 并行输入 口使用。
1010、在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是、在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是约定 的。
1111、、使用定时器使用定时器//计数器设置串行通信的波特率时，计数器设置串行通信的波特率时，应把定时器应把定时器应把定时器//计数器1设定作方式 2 ，即 自动重新加载 方式。
1212、某、某8031串行口，传送数据的帧格式为1个起始位（个起始位（00），），77个数据位，据位，11个偶校验位和1个停止位（个停止位（11）组成。
当该串行口每分钟传送 1800个字符时，则波特率应为 300b/s 。
解答：串口每秒钟传送的字符为：解答：串口每秒钟传送的字符为：1800/60=301800/60=30个字符个字符//秒所以波特率为：所以波特率为：3030个字符个字符//秒×10位/个字符个字符=300b/s =300b/s 1313、、8051单片机的串行接口由发送缓冲积存器SBUF SBUF、、接收缓冲寄存器SBUF 、 串行接口控制寄存器SCON SCON、定时器、定时器T1构成的波特率发生器 等部件组成。
CH7单片机的串行口
7.3 串行口工作方式——方式1，异步串行通信方式
起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止
波特率可变, 它取决于定时器 T1 的溢出速率及SMOD的状态。 数据 位由 P3.0 (RXD)端接收, 由P3.1(TXD)端发送。
（1） 发送过程。用软件清除 TI后, CPU执行任何一条以 SBUF为目 标寄存器的指令, 就启动发送过程。 一帧信号发送完时, 将置位发送中断 标志TI=1, 向CPU申请中断, 完成一次发送过程。
⑤ RB8 —— 方式2和方式3中要接收的第9位数据。
⑥ TI —— 发送中断标志。
⑦ RI —— 接收中断标志。
D1
TI
99H 发送 中断
D0
RI
98H 接收 中断
① SM0 SM1——串行口工作方式选择位
SM0 SM1 工作方式
功能说明
00
0
同步移位寄存器输入/输出,波特率固定为fosc/12
位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH
功能
工作方式 多机通 接收 发送 接收
选择
信控制 允许 第9位 第9位
① SM0 SM1 —— 串行口工作方式选择位。
② SM2 —— 多机通信控制位。
③ REN —— 允许接收控制位。REN=1，允许接收。
④ TB8 —— 方式2和方式3中要发送的第9位数据。
在方式0时，SM2必须为0。
③REN —允许接收控制位。REN位用于对串行数据的接收进行控制： REN=0，禁止接收；REN=1，允许接收。该位由软件置位或复位。
④TB8 —方式2和方式3中要发送的第9位数据。在多机通信中，以TB8位的 状态表示主机发送的是地址还是数据：TB8=0表示数据，TB8=1表示地址。 该位由软件置位或复位。 TB8还可用于奇偶校验位。 ⑤RB8—方式2或方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。 ⑥TI —发送中断标志。当方式0时，发送完第8位数据后，该位由硬件置1。 在其他方式下，遇发送停止位时，该位由硬件置1，表示帧发送结束。 ⑦RI —接收中断标志。当方式0时，接收完第8位数据后，该位由硬件置1。 在其他方式下，当接收到停止位时，该位由硬件置1，表示帧接收结束。
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据被置入寄存器；
2）当S/ L= 1，且时钟禁止端（第15脚）为低电平时，
在移位脉冲作用下(TXD（P3.1）输出串行移位脉冲)， 数据由右向左方向移动，以串行方式进入51串行口的接收缓 冲器中。
36
图7-8 扩展74LS165作为并行输入口
使用TI标志完成发送--中断方式
TI （SCON.1):发送完成标志。 当完成一帧数据的发送后，TI=1。 ①如果系统中断是开放的，则TI=1会自动引发中断。 用户通过串口中断服务程序向SBUF输送下一个数据：
MOV SBUF, A ——— 中断方式发送数据；
使用TI标志完成发送—查询方式
②使用查询的方式对TI进行检测， 如果TI=1则执行： MOV SBUF , A 否则等待
如何使用RI，TI标志完成接收、发送？
CPU通过RI，TI标志了解SBUF的发送、接收的状态， 以便决定后续操作。
使用RI标志完成接收--中断方式
RI（SCON.0)：接收完成标志。
1)从RXD接收完一个完整的数据帧
2)并将数据从移位寄存器送到SBUF时
RI=1。
①如果串口中断是开放的，则RI=1时会自动引发中断。
发送方
接收方
局部时钟1
局部时钟2
异步串行通信：发/收双方采用本地局部时钟
异步串行通讯
数据帧： 字符帧 “起始位”+“数据位”+(可选择的奇/偶校验位）+“停止位”
异步通讯双方必须约定： 使用相同的波特率和字符帧格式。 双方可以使用独立的时钟。
起始位
校验位 停止位 空闲位
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
输入。 当扩展多个8位输入口时，相邻两芯片的首尾（QH与SIN）
相连。
38
7.3.2 串行口模式1
异步串行方式 帧格式: 10位 1个起始位+8个数据位+1个停止位
可变波特率： 定时器T1的溢出率/16 定时器T1的溢出率/32
起始位
8位数据
停止位
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
34
RXD为数据输入端，TXD为移位脉冲信号输出端，频率为fosc/12 接收器以fosc/12的固定波特率采样RXD引脚的数据信息，当接收完8位数据 时，中断标志RI置1，表示一帧数据接收完毕。
图7-7 方式0接收时序
（2）方式0接收应用举例 图7-8为串行口外接两片8位并行输入串行输出的寄存器 74LS165扩展两个8位并行输入口的电路。
内部结构如图7-1所示。 ➢ 接收、发送缓冲器SBUF：
物理上独立，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）。 ➢ 控制寄存器： 特殊功能寄存器SCON和PCON。
13
图7-1 51串行口的内部结构图
14
51 TXD
串行通信：
使用一条数据线。 实现远距离、低成本的数据传输 缺点：传输速度慢.
串行通信与并行通信
(a)
(b)
通信的两种基本方式 (a) 串行通信；(b) 并行通信
串行通信基本特点
串行通信： ●每个时间单位仅传送一位信息； ●每个字符(字节)的各位依次传送。
串行通信的传输速率
波特率: 每秒钟传输二进制位的个数。 单位: bps(bits per second) 位/秒
RXD
发送数据： CPU写SBUF： MOV SBUF, A
接收数据 ： CPU读SBUF： MOV A, SBUF
串行口控制寄存器SCON 地址:98H
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM0 SM1: 串行口工作模式选择位。
SM0 SM1 00 01 10
用户通过串口中断服务程序将SBUF中的数据取出送累加器A。
MOV A,SBUF
—— 中断方式接收数据；
使用RI标志完成接收-查询方式
②使用查询的方式对RI进行检测， 如果RI=1则执行： MOV A,SBUF —— 查询方式接收数据 否则等待 。
使用查询RI标志方式接收N个数据
SETB SCON .REN
1
异步串行通信字符帧的格式
串行通信-同步串行通信
特点： （1） 连续的数据块传输，字符间无间隙。 （2） 通信双方使用统一的时钟。
要求： 通信双方帧格式、波特率、时钟完全一致
发送方
接收方
时钟
同步串行通信：发/收双方采用统一时钟
同步串行通信帧格式
同步字段 字符1 字符2 ...... 字符N 校验字段
字符流传输帧格式
同步字段 b0 b1 b2 b3 b4 b5 ....
bn CRC 校验
二进制位流传输帧格式
同步串行通信
发送方在时钟信号的下降沿发送数据位
时钟
发送数据 （61H）
接收数据 （61H）
位
0
1
1
0
00010110
0
0
0
1
接收方在时钟信号的上升沿接收数据位
7.2 51单片机串行口的结构
REN: 允许接收位,REN=1时允许接收.由软件置位或清零。
返回前一次
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM2 :
方式2或3时的多机通信使能位.（模式0、1时SM2不用，设为0） 模式2、3时: 对接收方起作用 SM2=0：无论RB8如何，RI都能被激活（RI=1）。 SM2=1：接收方能否真正接收数据，取决于收到的第9位RB8 SM2=1；RB8=0时, RI不会被激活； SM2=1；RB8=1时，RI被激活=1，并引发中断。 SM2=1 用于多机通信：由发送方来控制接收方的数据接收。
串行口模式1时数据帧格式及接收采样示意图
起始位
8位数据
停止位
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
检测 脉冲
7.8.9
当连续8次采集到低电 在每个数据期间的第7,8,9个检测脉冲对RXD采样
平时，确认起始位到来
并采用“以三取二”来确定采集的数据
检测脉冲频率=16X波特率：对RXD线的数据以16倍速度采样 好处： （1）防止干扰 （2）在数据的中间时刻采样
同步串行通信和异步串行通信
串行通信的时钟信号： 串行通信需要一个时钟信号来作为数据的定时参考。 发送器：用时钟来决定何时发送每一位数据 接收器：用时钟来决定何时读取每一位数据。 基于时钟信号，串行通信分为： 异步串行通信和同步串行通信
串行通信--异步串行通信
特点: (1)数据是以字符或字节为单位组成字符帧传送。 字符间允许间断。 (2)发送与接收时钟相互独立。
模式 0 1 2
功能 同步移位寄存器模式 8位异步通信UART 9位异步通信UART
11
3
9位异步通信UART
波特率
Fosc/12 可变
Fosc/64或 /32 可变
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
RI :完成一帧数据接收标志 初始应软件清零，一帧接收完成后RI=1，并申请中断 （如果中断开放，则引发中断）；
MOV SBUF,A
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
模式2、3的接收过程
REN=1， RI=0时数据可以接收。 模式2、3时，RB8是接收到的第9位：1/0
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
第7章 51单片机的串行口
1
目录
7.1 概述 7.2 51单片机的串行接口结构
7.2.1 数据缓冲寄存器 SBUF 7.2.2 串行口控制寄存器SCON 7.3 串行口工作模式 7.4 波特率与定时器初值的计算 7.5 串行口的应用
7.1 并行通信与串行通信
并行通信：
需要多条数据线 适于近距离高速通信
7.3.3 串行口模式2、3
特点: 模式2、3都是11位传输格式 1个起始位+9个数据位+1个停止位
起始位
8+1位数据
停止位
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8
模式2、3 帧格式
第9 位
7.3.3 串行口模式2、3
区别: 波特率: 模式2：固定为fosc/64或fosc/32。 模式3：由定时器T1/T2的溢出波特率来确定。 定时器T1的溢出率/16 定时器T1的溢出率/32 (由PCON中的SMOD位来确定）
TI :完成一帧数据发送标志 初始应软件清零，一帧发送完成后TI=1，同时申请中断 （如果中断开放，则引发中断）；
返回前一次
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
RB8: 在模式2、3时, 本机作为接收方时，接收到的第9位数据；
TB8: 在模式2、3时,本机作为发送方时将要发送的第9位数据；
37
在图7-8中： TXD（P3.1）作为移位脉冲输出与所有75LS165的移位 脉冲输入端CP相连； RXD（P3.0）作为串行数据输入端与74LS165的串行输 出端QH相连；
P1.0与S/ L 相连，用来控制74LS165的串行移位或并行
输入； 74LS165的时钟禁止端（第15脚）接地，表示允许时钟
使用查询TI标志方式发送N个数据
CLR SCON .TI
将发送缓冲区的数据送累加器A 修改数据区指针
MOV SBUF,A
TI=1? NO
YES
N个数据发送完？
YES
NO
发送数据的程序框图
7.3 串行口的4种工作方式 4种工作方式由SCON中SM0、SM1位定义， 7.3.1 方式0 方式0为同步移位寄存器输入/输出方式。