单片机串行通信接口
51单片机串行通信接口
工 作 方 式 选 择 位
多允 机许 通接 信收 控控 制制 位位
发 接发接 送 收送收 数 数中中 据 据断断 第 第标标 九 九志志 位位
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各位功能说明如下： SM0 SM1：串口工作方式选择位
00 方式0: 同步移位寄存器 波特率=主振频率/12
01 方式1: 8位异步，波特率可变
⑵在双机通信中，该位作为奇偶校验位； ⑶在多机通信中用来表示D7-D0是地址帧或数据帧
即：
D8＝0：表示数据帧； D8＝1：表示地址帧
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20位是接收到的第９位数据。 方式1，SM2=0，停止位。方式0，不用。
⑵在多机通信中是地址帧（RB8=1）和数据帧 （RB8=0）的标识位。
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方式2、3的区别是：波特率设置不同 方式2的波特率是固定的。即：
波特率=fosc/32或fosc/64 方式3的波特率是可变的。即：
波特率 2smod
fosc
32 12 (256 X )
X
256
fosc (2s mod ) 384 波特率
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表1 波特率与时间常数
第6章 串行通信接口
本章主要内容 • 串行数据通信基本原理 • MCS-51单片机串行口 • 串行口应用举例
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1
一、串行数据通信基本原理
计算机的两种方式数据传送：并行和串行
并行传送的特点：
各数据位同时传送，传送速度快、效率高。
但需要的数据线多，因此传送成本高。并行数据
传送的距离通常小于30米。
3.直到停止位到来之后把它送入到RB8中，并 置位RI，通知CPU从SBUF取走接收到的一个字符。
《单片机串行接口》课件
目录
CONTENTS
• 单片机串行接口概述 • 单片机串行接口的硬件结构 • 单片机串行接口的编程实现 • 单片机串行接口的调试与测试 • 单片机串行接口的应用实例
01
CHAPTER
单片机串行接口概述
定义与特点
定义：单片机串行接口是指单片机与其 他设备或系统之间进行串行通信的接口 。
示波器
用于测量信号的波形和参数，如电压、频率等。
逻辑分析仪
用于分析单片机的串行接口信号，以便于调试和 测试。
串行接口的性能评估
传输速率
评估串行接口的传输速度，确保满足应用需 求。
误码率
评估数据传输的准确性，确保数据传输无误 码。
兼容性
评估串行接口与其他设备的兼容性，以便于 与其他设备进行通信。
05
串行接口的中断处理
中断请求
当串行接口接收到数据或发生错误时，会产生 中断请求信号。
中断服务程序
在中断服务程序中，根据中断类型执行相应的 处理操作，如数据接收或错误处理。
中断优先级
根据实际情况，为不同的中断类型分配不同的优先级，以确保重要中断得到及 时处理。
04
CHAPTER
单片机串行接口的调试与测 试
为了提高数据传输的准确性，可以选择奇校验或偶校 验方式。
串行数据的发送与接收
发送数据
将要发送的数据按照串行 协议打包，并通过串行接 口发送出去。
接收数据
从串行接口接收数据，并 根据协议进行解析，提取 出有用的信息。
数据缓冲
为了提高数据传输的效率 ，可以设置数据缓冲区， 以暂存待发送或待处理的 数据。
单片机串行接口的硬件结构
串行接口的电路组成
单片机单片机课程设计-双机串行通信
单片机单片机课程设计-双机串行通信单片机课程设计双机串行通信在当今的电子信息领域，单片机的应用无处不在。
而双机串行通信作为单片机系统中的一个重要环节，为实现设备之间的数据交换和协同工作提供了关键的技术支持。
一、双机串行通信的基本原理双机串行通信是指两个单片机之间通过串行接口进行数据传输的过程。
串行通信相较于并行通信，具有线路简单、成本低、抗干扰能力强等优点。
在串行通信中，数据是一位一位地按顺序传输的。
常见的串行通信协议有 UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和 I2C（内部集成电路）等。
在本次课程设计中，我们主要采用 UART 协议来实现双机串行通信。
UART 协议包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
起始位用于标识数据传输的开始，通常为逻辑 0；数据位可以是 5 位、6 位、7 位或 8 位，具体取决于通信双方的约定；奇偶校验位用于检验数据传输的正确性，可选择奇校验、偶校验或无校验；停止位用于标识数据传输的结束，通常为逻辑 1。
二、硬件设计为了实现双机串行通信，我们需要搭建相应的硬件电路。
首先，每个单片机都需要有一个串行通信接口，通常可以使用单片机自带的UART 模块。
在硬件连接方面，我们将两个单片机的发送端（TXD）和接收端（RXD）交叉连接。
即单片机 A 的 TXD 连接到单片机 B 的 RXD，单片机 B 的 TXD 连接到单片机 A 的 RXD。
同时，还需要共地以保证信号的参考电平一致。
此外，为了提高通信的稳定性和可靠性，我们可以在通信线路上添加一些滤波电容和上拉电阻。
三、软件设计软件设计是实现双机串行通信的核心部分。
在本次课程设计中，我们使用 C 语言来编写单片机的程序。
对于发送方单片机，首先需要对 UART 模块进行初始化，设置波特率、数据位、奇偶校验位和停止位等参数。
然后，将要发送的数据放入发送缓冲区，并通过 UART 发送函数将数据一位一位地发送出去。
对于接收方单片机，同样需要对 UART 模块进行初始化。
《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口
AT89C51单片机与PC机串行通信的接口实现
AT89C51单片机与PC机串行通信的接口实现[摘要] 本文介绍了AT89C51单片机与PC机采用RS232C标准进行串行通信的接口实现。
在接口中采用MAX232作电平转换电路，简单的通信协议，PC 机用VB编程，AT89C51单片机采用中断收发方式。
文章给出了相应通信接口电路与程序。
[关键词] 通信协议RS232C 通信接口电路通信接口程序AT89C51是一种带4K字节可编程可擦除只读存储器（FLASH FPEROM）和128字节的存取数据存储器（RAM）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。
采用了ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术，与MCS-51系列的单片机兼容。
具有集成程度高、系统结构简单、价格低廉等优点被广泛应用到控制领域中。
但是在复杂的数据处理、良好的人机交互等方面不能满足需要，常采用PC 机与AT89C51单片机进行通信，AT89C51单片机（下位机）实时采集数据传送给PC机（上位机）处理，然后接收PC机处理的结果，并进行相应的控制的方式来弥补。
本文介绍单片机与PC机进行串行通信的一种接口实现。
一、接口电路的设计（一）接口逻辑电平的转换在PC机系统大都装有异步通信适配器，为标准的RS-232C接口。
RS-232C 为负逻辑，用+3V~+15V表示逻辑“0”, 用-3V~-15V表示逻辑“1”。
AT89C51单片机采用正逻辑TTL电平0和+5V.所以AT89C51与PC机通信时必须进行电平转换。
转换的方法有多种。
常采用MAXIM公司生产的专用的双向电平转换集成电路MAX232。
MAX232引脚排列与外围电路如图1所示。
图1MAX引脚及外围接口图（二）通信接口电路本文采用可靠性高的MAX232作电平转换芯片，选择其中一对发送器与接收器，PC机的串行口与MAX232的电平端口相连，MAX232的逻辑电平端口与单片机的串行口相连，接口电路如图2所示。
图2PC机与AT89C51通信接口图二、通信接口程序（一）通信协议PC机与AT89C51进行通信必须有一定的通信协议，本文采用简单的通信协议。
CH6 单片机串行通信接口
CH6 串行通信接口
主要内容
1）串行通信基本知识 2）MCS-51单片机的串行接口 3）思考及练习
§6-1 串行通信基本知识
一、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。 二、通信的基本方式 1.并行通信 1）定义：指数据的各位同时进行传送（发送或 接收）的通信方式。
6.2.3 串口的工作方式
2.方式1 当SCON中的SM0=0，SM1=1时，选定方式1； 功能：10位数据异步通讯，用于双机通信。
6.2.3 串口的工作方式
2.方式1
波特率固定为： 波特率=(2SMOD/32) T1的溢出率
6.2.3 串口的工作方式
2.方式1 通常选择定时器T1方式2为波特率的时钟发生器 （波特率时钟可变）。 波特率=(2SMOD/32) T1的溢出率
6.2.3 串口的工作方式
4.方式3 当SCON中的SM0=1，SM1=1时，选定方式3； 功能：同方式2，即11位数据异步通讯，用于 多机通信。 波特率：同方式1 即波特率=(2SMOD/32) T1的溢出率
小结：串行口四种工作方式应用比较
工作方式 方式0 功能 8位同步移 位寄存器 说明 8位数据，常用于扩 展I/O口 波特率 fosc/12
发送数据时，发送时钟的下降沿将数据串行移位输出；
接收数据时，接收时钟的上升沿开始对数据位采样。
6.2.2 特殊功能寄存器
1.串行数据缓冲器SBUF(字节地址99H) 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。 在逻辑上只有一个，具有同一个单元地址99H， 用同一寄存器名SBUF。
单片机AT89S52串行接口
数据转换为串行数据或将串行数据转换为并行数据。
串行接口在远程控制中的应用
远程控制
单片机AT89S52的串行接口可以用于实现远程控制功能，如通过 串行通信实现对设备的开关控制、参数设置等操作。
指令发送
控制中心通过串行接口向单片机发送控制指令，单片机接收到指令 后执行相应的操作。
状态反馈
单片机可以将设备的状态信息通过串行接口发送回控制中心，以便 控制中心了解设备的运行状态。
串行通信的优缺点
优点
线路简单，使用方便，成本低，适用 于远距离通信。
缺点
需要同步时钟信号，传输速度相对较 慢。
03
单片机AT89S52的串行接口
AT89S52的串行接口概述
01
02
03
串行通信接口
AT89S52单片机内置一个 全双工的串行通信接口， 支持异步和同步通信模式。
通信协议
该接口遵循RS-232标准， 支持数据传输速率为 2400bit/s、4800bit/s、 9600bit/s等。
04
串行接口的应用实例
串行接口在数据传输中的应用
数据传输
01
单片机AT89S52的串行接口可以用于数据的串行传输，如将数
据从单片机发送到其他设备或从其他设备接收数据。
通信协议
02
为了实现数据的正确传输，需要制定相应的通信协议，包括数
据的格式、波特率、校验方式等。
数据转换
03
在数据传输过程中，可能需要进行数据格式的转换，如将并行
05
总结与展望
单片机AT89S52串行接口的优势与局限性
高效的数据传输
AT89S52单片机具有高速的串行接口，可以实现快速的数据传输，满足实时性 要求高的应用场景。
RS-232实现单片机与PC间的串行通信
RS-232实现单片机与PC间的串行通信串行通信是计算机与外设之间数据传输的一种方式。
RS-232是一种经典的串行通信标准，它被广泛应用于单片机与PC之间的通信。
什么是RS-232协议RS-232是一种串行通信接口标准，它定义了单片机与外设之间信号的电气特性、传输协议和机械连接方式。
RS-232标准的发展可以追溯到20世纪60年代，在数十年的时间里，它成为了计算机与外设之间最常见的传输方式之一。
RS-232标准规定了单片机与PC之间使用的物理连接、数据传输的时序和控制信号等方面的细节。
它定义了一组信号电平和电气特性，用于在两个设备之间传输数据。
RS-232标准的物理层使用了DB-9或DB-25连接器，其中DB-9连接器是最常见的。
在RS-232协议中，数据被分割成小的数据包进行传输。
每个数据包由一个起始位、数据位、奇偶校验位和一个或多个停止位组成。
这些位用于将数据解释为字符并将其传输到目的地设备。
如何使用RS-232实现单片机与PC间的串行通信要使用RS-232实现单片机与PC间的串行通信，需要实现以下几个方面：1.物理连接：使用RS-232标准定义的连接器，将单片机和PC连接起来。
2.电气特性：保证单片机和PC之间的电气特性匹配。
3.传输协议：使用RS-232标准定义的数据传输协议，将数据从单片机发送到PC，或者从PC发送到单片机。
4.数据编码：将数据编码为RS-232标准定义的数据格式。
以上所有方面都需要实现正确，才能使单片机与PC间的串行通信正常进行。
RS-232实现单片机与PC间的串行通信的优缺点RS-232协议是单片机与PC间串行通信的经典标准，它具有以下优缺点：优点：1.稳定性高：RS-232协议信号电平的质量非常高，能够保证数据传输的稳定性和可靠性。
2.延迟低：RS-232协议传输速度相对较慢，但延迟非常低，能够及时传输数据。
3.成本低：RS-232协议使用简单、成本低廉，适合开发者在项目中广泛使用。
单片机串行口几种工作方式的波特率
单片机串行口几种工作方式的波特率单片机串行口是单片机与外部设备进行通信的重要接口之一。
在串行口通信中，波特率是一个关键参数。
波特率是指每秒钟传送的波特数量，用于衡量数据的传输速率。
单片机串行口的波特率通常选择常见的标准波特率，例如9600、19200、38400等。
单片机串行口的工作方式有多种，下面将详细介绍几种不同的工作方式下的波特率设置。
1. 同步串行口同步串行口是指在传输数据时，发送端和接收端通过一个时钟信号来同步数据的传输。
在同步串行口中，波特率的设置是固定的，因为发送端和接收端需要以相同的波特率来同步数据传输。
常见的同步串行口波特率包括115200、230400等。
2. 异步串行口异步串行口是指在传输数据时，发送端和接收端通过起始位、停止位来进行数据的同步。
在异步串行口中，波特率的设置是非常重要的，因为发送端和接收端需要以相同的波特率来正确解析数据。
常见的异步串行口波特率包括9600、19200、38400等。
3. 高速串行口随着单片机技术的进步和应用的广泛，对串行口的传输速率要求也越来越高。
高速串行口通常指的是波特率在1Mbps及以上的串行口。
高速串行口通常应用于需要大量数据传输的场景，例如高速数据采集、图像传输等。
4. 自适应波特率有些情况下，单片机需要与多种速率不同的设备通信，这就需要单片机具备自适应波特率的能力。
自适应波特率指的是单片机可以根据外部设备的对应波特率来自动调整自身的波特率。
这种方式可以极大地提高单片机的通信灵活性和适用性。
在实际应用中，程序员需要根据具体的通信需求选择合适的波特率，并在程序中进行相应的设置和配置。
还需要注意波特率的选取要与外部设备相匹配，以确保数据的正确传输和解析。
通过上述对单片机串行口几种工作方式的波特率的介绍，我们可以更好地理解单片机串行口通信中波特率的重要性以及不同工作方式下的波特率设置方法。
在实际应用中，合理选择和设置波特率将有利于提高通信的可靠性和稳定性。
单片机串行口及应用特百度
单片机串行口及应用特百度单片机串行口是指单片机上的一组用于串行通信的接口。
串行通信是一种逐位传输数据的通信方式，相对于并行通信来说，占用的引脚数目较少，适用于资源有限的场合。
单片机串行口通常包括多个引脚，其中包括发送引脚（Tx），接收引脚（Rx）和时钟引脚（Clk）等。
单片机串行口的应用十分广泛，主要涉及以下几个方面：1. 与计算机通信：单片机通过串行口与计算机之间可以进行数据的传输与通信，可以用于单片机与PC进行数据的互传和控制。
在这种应用中，通过合理编程可以实现数据的双向传输，包括数据的发送和接收。
2. 控制外设：单片机可以通过串行口与外部设备进行通信和控制。
比如，单片机可以通过串行口与LCD液晶显示屏通信，控制其显示内容；通过串行口与电机驱动芯片通信，控制电机的转动；通过串行口与温湿度传感器通信，获取环境温湿度信息等。
3. 数据采集与传输：单片机可以通过串行口与各种传感器进行通信，实时采集传感器产生的数据，并通过串行口传输给其他设备进行处理。
比如，可以通过串行口与光电传感器通信，实时采集光照强度并传输给其他设备进行处理；通过串行口与压力传感器通信，实时采集压力数值并传输给其他设备进行处理。
4. 远程控制：单片机可以通过串行口与远程设备进行通信，实现对远程设备的控制。
比如，通过串行口与无线模块通信，实现对远程设备的远程开关控制；通过串行口与蓝牙模块通信，实现对蓝牙设备的远程控制等。
需要注意的是，由于单片机串行口的通信速率相对较低，一般只适合低速数据传输，对于高速数据传输，通常需要使用其他接口，如USB、以太网等。
单片机串行口在物联网、智能家居、工业控制、嵌入式系统等领域有着广泛的应用。
通过串行口的使用，可以实现信息的传输、设备的控制和数据的采集，提高系统的灵活性和可控性。
同时，单片机串行口的应用也需要深入了解串行通信的原理和相关编程知识，以保证通信的稳定和可靠性。
单片机中常见的接口类型及其功能介绍
单片机中常见的接口类型及其功能介绍单片机（microcontroller）是一种集成了中央处理器、内存和各种外围接口的微型计算机系统。
它通常用于嵌入式系统中，用于控制和监控各种设备。
接口是单片机与外部设备之间进行数据和信号传输的通道。
本文就单片机中常见的接口类型及其功能进行介绍。
一、串行接口1. 串行通信口（USART）：USART是单片机与外部设备之间进行串行数据通信的接口。
它可以实现异步或同步传输，常用于与计算机、模块、传感器等设备进行数据交换。
2. SPI（串行外围接口）：SPI接口是一种全双工、同步的串行数据接口，通常用于连接单片机与存储器、传感器以及其他外围设备。
SPI接口具有较高的传输速度和灵活性，可以实现多主多从的数据通信。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit）：I2C接口是一种面向外部设备的串行通信总线，用于连接不同的芯片或模块。
I2C接口通过两条双向线路进行数据传输，可以实现多主多从的通信方式，并且占用的引脚较少。
二、并行接口1. GPIO（通用输入/输出）：GPIO接口是单片机中最常见的接口之一，用于连接与单片机进行输入输出的外围设备。
通过设置相应的寄存器和引脚状态，可以实现单片机对外部设备进行控制和监测。
2. ADC（模数转换器）：ADC接口用于将模拟信号转换为数字信号，常用于单片机中对模拟信号的采集和处理。
通过ADC接口，单片机可以将外部传感器等模拟信号转化为数字信号，便于处理和分析。
3. DAC（数模转换器）：DAC接口用于将数字信号转换为模拟信号。
通过DAC接口，单片机可以控制外部设备的模拟量输出，如音频输出、电压控制等。
三、特殊接口1. PWM（脉冲宽度调制）：PWM接口用于产生特定占空比的脉冲信号。
通过调节脉冲的宽度和周期，可以控制外部设备的电平、亮度、速度等。
PWM接口常用于控制电机、LED灯、舵机等设备。
2. I2S（串行音频接口）：I2S接口用于在单片机和音频设备之间进行数字音频数据传输。
单片机串行数据通信
第n 字符帧 … D7 1 0 起 始 位 D0 D1 D2 D3 D4 8 位数据 D5 D6 D7 1 停 止 位 0
第n ＋1 字符帧 D0 D1 …
10位的帧格式
23
2.方式1
串行口工作于模式 1 时, 为波特率可变的 8 位异步通信接 口。数据位由 P3.0 (RXD)端接收, 由P3.1(TXD)端发送。 传送 一帧信息为 10 位: 一位起始位（0）, 8 位数据位（低位在前） 和一位停止位（1）。波特率是可变的, 它取决于定时器 T1 的 溢出速率及SMOD的状态。 (1）方式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。数据由
11位的帧格式
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方式3
方式3为波特率可变的11位UART通信方式，除了波 特率以外，方式3和方式2完全相同。
28
方式2 和方式3
串行口工作于方式2 和方式3 时, 被定义为 9 位异步通信 接口。 它们的每帧数据结构是 11 位的: 最低位是起始位 （0）, 其后是 8 位数据位（低位在先）, 第 10 位是用户定义
(2）方式2和方式3接收过程。 与方式1类似,方式2和方式3接收过程始于在 RXD端检测
到负跳变时,为此, CPU以波特率 16倍的采样速率对 RXD端不
断采样。一检测到负跳变, 16分频计数器就立刻复位, 同时把
1FFH写入输入移位寄存器。计数器的16个状态把一位时间等 分成16份, 在每一位的第7、8、9个状态时, 位检测器对 RXD 端的值采样。如果所接收到的起始位无效（为1）,则复位接 收电路, 等待另一个负跳变的到来。 若起始位有效（为 0） 则起始位移入移位寄存器, 并开始接收这一帧的其余位。 当 起始位 0 移到最左面时, 通知接收控制器进行最后一次移位。 把 8 位数据装入接收缓冲器 SBUF, 第 9 位数据装入SCON中
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。
单片机中的串行通信接口原理与应用
单片机中的串行通信接口原理与应用串行通信是一种数据传输方式，它将数据位按照顺序一位一位地发送，与之相对的是并行通信，它可以同时传输多个数据位。
在单片机中，串行通信接口是一种常见的通信方式，用于实现单片机与其他外部设备之间的数据交换。
本文将介绍串行通信接口的原理以及其在单片机中的应用。
一、串行通信接口原理串行通信接口实现数据的传输主要依靠两个信号线，分别是数据线和时钟线。
它们共同工作，实现数据的稳定传输。
1. 数据线（Data Line）数据线是用于传输数据位的信号线。
在串行通信中，每一位数据按照顺序通过数据线进行传输。
数据线上的电压（高电平或低电平）表示不同数据位的值。
通常情况下，高电平表示1，低电平表示0。
数据线的电平变化受到时钟线的控制。
2. 时钟线（Clock Line）时钟线是用于控制数据位传输速率的信号线。
它提供了一个定时信号，控制数据线上数据位的传输速度。
发送方和接收方通过时钟线上的时钟脉冲进行同步，以确保数据的准确传输。
在串行通信中，发送方和接收方之间需要达成一致，确定数据位的传输速率和数据格式等参数，以保证数据的正确解析。
3. 串行传输方式串行通信有两种常见的传输方式，分别是同步串行传输和异步串行传输。
同步串行传输通过时钟信号将数据位同步传输。
同步传输需要发送方和接收方事先约定好时钟频率，并在传输过程中保持同步。
数据通过时钟信号的边沿进行传输，接收方通过时钟信号的变化进行数据解析。
异步串行传输不需要时钟信号进行同步。
数据位与数据位之间的间隔通过某种方式进行确定，比如起始位和停止位。
异步传输在每一位数据的前后添加起始位和停止位，接收方通过检测起始位和停止位来确定每一位数据的位置。
二、串行通信接口应用串行通信接口在单片机中有广泛的应用，下面将介绍一些常见的串行通信接口应用。
1. 串口通信串口通信是一种常见的串行通信方式，它通过串口接口连接单片机与外部设备。
串口通信常用于与计算机、传感器、显示器等设备之间进行数据交换。
单片机串口工作原理
单片机串口工作原理
串口，即串行通信口，是一种在计算机和外设之间进行数据传输的通信接口。
单片机串口是指单片机上的串行通信接口，用于实现单片机与其他设备之间的数据传输。
单片机串口的工作原理如下：
1. 串口通信协议：串口通信需要遵循一定的通信协议，常见的串口通信协议有UART、RS-232、RS-485等。
其中UART是
一种常用的串行通信协议，用于定义数据的传输格式、波特率等。
2. 数据传输方式：串口通信采用的是串行传输方式，即将数据比特依次发送或接收。
发送端将数据按照一定的格式转换为电平信号，接收端将电平信号转换为数据。
3. 通信参数：串口通信需要设置一些通信参数，包括波特率、数据位数、校验位、停止位等。
这些参数决定了数据传输的速率和精度。
4. 数据帧：数据帧是串口通信的基本数据单位，包括起始位、数据位、校验位和停止位。
发送端将数据按照数据帧格式发送，接收端按照相同的数据帧格式接收数据。
5. 通信流程：串口通信的流程包括发送方和接收方。
发送方将数据按照一定的格式发送到串口，接收方从串口接收数据并解析。
6. 中断机制：单片机串口通信常常使用中断机制来实现异步传输。
发送和接收数据时，可以通过中断方式进行处理，提高系统的实时性。
总的来说，单片机串口工作原理就是通过一定的通信协议和参数，在一个端口上实现数据的串行传输。
发送方将数据转换为电平信号发送，接收方将电平信号转换为数据接收。
通过这种方式，单片机可以和其他设备进行数据交换和通信。
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(5) RB8：接收数据第9位。在方式2和方式3时， RB8存放接收到的第9位数据。RB8也可用作奇偶校 验位。在方式1中，若SM2=0，则RB8是接收到的停 止位。在方式0中，该位未用。 (6)TI：发送中断标志位。TI=1，表示已结束一帧数 据发送，可由软件查询TI位标志，也可以向CPU申
请中断。
注意：TI在任何工作方式下都必须由软件清0。
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(7)RI：接收中断标志位。RI=1，表示一帧数据接 收结束。可由软件查询RI位标志，也可以向CPU申
请中断。
注意：RI在任何工作方式下也都必须由软件清0。 在89C51中，串行发送中断TI和接收中断RI的 中断入口地址是同是0023H，因此在中断程序中必 须由软件查询TI和RI的状态才能确定究竟是接收还
发送电路不需要双重缓冲结构。
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在逻辑上，SBUF只有一个，它既表示发送
寄存器，又表示接收寄存器，具有同一个单元地
址99H。但在物理结构上，则有两个完全独立的 SBUF，一个是发送缓冲寄存器SBUF，另一个是 接收缓冲寄存器SBUF。如果CPU写SBUF，数据 就会被送入发送寄存器准备发送；如果CPU读
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(1)SM0 SM1：串行口工作方式选择位。其状态
组合所对应的工作方式如表所示。
串行口工作方式
SM0 SM1 工作方式 功 能说 明 0 0 0 同步移位寄存器输入/输出，波特率固定 为fosc/12 0 1 1 10位异步收发，波特率可变(T1溢出率/n， n=32或16) 1 0 2 11位异步收发，波特率固定为f0sc/n， n=64或32) 1 1 3 11位异步收发，波特率可变(T1溢出率/n， n=32或16)
接收器B
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2. 半双工制式(Half duplex)
半双工制式是指通信双方都具有发送器和接
收器，双方既可发送也可接收，但接收和发送不
能同时进行，即发送时就不能接收，接收时就不 能发送。半双工制式如图7.6所示。
发送 接收 发送 接收
A 端
B 端
图7.6 半双工制式 主目录 上一页 下一页 结 束
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第7章 串行接口及串行通信技术
教学目标 7.1 串行通信基础知识 7.2 89C51的串行接口 7.3 89C51串行接口的应用与编程 本章小结 思考题与习题
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教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标：
1. 串行通信的基本概念：了解并行/串行通信的
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异步通信信息帧格式如图7.4所示。
第n-1字符 帧 奇 偶停 起 校止 始 8位数据 验位 位 第n字符帧 奇 偶 停 校 止 验 位 第n+1字符帧 起 始 位 8位数据
8位数据
空闲位
D7 0/1 1
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1
1
1
1
0
D0 D1
是发送中断，进而作出相应的处理。常用的做法是：
直接发送，接收的时候进入中断处理。
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2. 电源控制寄存器PCON
PCON D7 D6 D5 － D4 D3 D2 D1 D0
位名称 SMOD －
－ GF1 GF0 PD IDL
图7.10 电源控制寄存器PCON的格式
7.2 89C51的串行接口
89C51内部有一个可编程全双工串行通信接
口。该部件不仅能同时进行数据的发送和接收， 也可作为一个同步移位寄存器使用。 下面将对其内部结构、工作方式以及波特率 进行介绍。
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7.2.1 串行接口的结构及功能
发送 SBUF (99H) 内 部 总 线 门电路
SBUF，则读入的数据一定来自接收缓冲器。即
CPU对SBUF的读写，实际上是分别访问上述两 个不同的寄存器。
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2. 串行控制寄存器SCON 串行控制寄存器SCON用于设置串行口的工
作方式、监视串行口的工作状态、控制发送与接
收的状态等。它是一个既可以字节寻址又可以位 寻址的8位特殊功能寄存器。
图7.2 串行通信示意图
目前串行通信在单片机双机、多机以及单片机 与PC机之间的通信等方面得到了广泛应用。
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7.1.1 异步通信和同步通信
串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通
信两种基本通信方式。 1. 同步通信(Synchronous Communicion) 同步通信是一种连续传送数据的通信方式，一
求；若SM2=1，RB8=1时，RI被激活并产生中断
请求。
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(3) REN：串行接受允许控制位。该位由软件置位 或复位。当REN=1，允许接收；当REN=0，禁止 接收。 (4) TB8：方式2和方式3中要发送的第9位数据。
该位由软件置位或复位。在方式2和方式3时，
号。
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(2) 数据位：
在起始位之后，发送端发出(或接收端接收)的是 数据位，数据的位数没有严格的限制，5～8位均 可。由低位到高位逐位传送。 (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有限差错检验方
的波特率通常是可变的。
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7.1.3 串行通信的制式 在串行通信中，数据是在两个站之间传送的。
按照数据传送方向，串行通信可分为三种制式。
1. 单工制式(Simplex) 单工制式是指甲乙双方通信只能单向传送数 据。单工制式如图7.5所示。
发送器A
图7.5 单工制式 主目录 上一页 下一页 结 束
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3. 全双工制式(Full duplex) 全双工制式是指通信双方均设有发送器和接
收器，并且将信道划分为发送信道和接收信道，
两端数据允许同时收发，因此通信效率比前两种 高。全双工制式如图7.7所示。
A 端
发送 接收 接收 发送
B 端
图7.7 全双工制式 主目录 上一页 下一页 结 束
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7.1.4 串行通信的校验
串行通信的目的不只是传送数据信息，更重要
的是应确保准确无误地传送。常用差错校验方法有 奇偶校验、累加和校验以及循环冗余码校验等。
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发送时的并-串转换
接收时的串-并转换
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(2) SM2：多机通信控制器位。在方式0中，SM2
必须设成0。在方式1中，当处于接收状态时，若
SM2=1，则只有接收到有效的停止位“1”时，RI
才能被激活成“1”(产生中断请求)。在方式2和方 式3中，若SM2=0，串行口以单机发送或接收方
式工作，TI和RI以正常方式被激活并产生中断请
式之一。有时也可不用奇偶校验。
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(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。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。
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7.1.2 串行通信的波特率
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。
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P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 P2.7 RD 89C51 WR D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CS RD 8255 WR
发送 TXD
RXD TXD 外设
接收
RXD 89C51
图7.1 并行通信示意图
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1. 串行数据缓冲器SBUF
SBUF是串行口缓冲寄存器，包括发送寄存
器和接收寄存器，以便能以全双工方式进行通信。 此外，在接收寄存器之前还有移位寄存器，从而
构成了串行接收的双缓冲结构，这样可以避免在
数据接收过程中出现帧重叠错误。发送数据时，
由于CPU是主动的，不会发生帧重叠错误，因此
(校验 字符)
同步通信数据传送格式
2. 异步通信(Asynchronous Communicion)
在异步通信中，数据通常是以字符或字节为单位