第5部分 89C51串行口及串行通讯技术

第5部分 89C51串行口及串行通讯技术

1、什么是串行异步通信，它有哪些作用？

答：在异步通信中，数据和字符是一帧一帧地传送。

在帧格式中，一个字符由4个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。

首先起始位（0）信号只占一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达；

然后是5位～8位数据（规定低位在前，高位在后）；下来是奇偶校验位（可省略），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）；最后是停止位（1），用来表征字符的结束，是一位高电位，可以是1位、1.5位、2位。

通讯采用帧格式，无需同步字符；存在空闲位也是异步通讯的特征之一。

2、89C51单片记得串行口由哪些功能部件组成？各有什么作用？

答：89C51单片机的串行接口由发送缓冲器SBUF、接收缓冲器SBUF、输入移位寄存器、串行接口控制寄存器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。

由发送缓冲器SBUF发送数据，接收缓冲器SBUF接收数据，串行接口通讯的工作方式选择、接收和发送控制及状态标志等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示，定时器T1产生串行通讯所需的波特率。

3、简述串行口接收和发送数据的过程。

答：串行接口的接收和发送是对同一地址(99H)两个物理空间的特殊功能寄存器SBUF进行读或写的。当向SBUF发“写”命令时（执行“MOV SBUF，A”指令），即向发送缓冲器SBUF 装载并开始由TXD引脚向外发送一数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。

在满足串行接口接收中断标志位RI（SCON.0）=0的条件下,置允许接收位REN(SCON.4)= 1，就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1，当发读SBUF命令时（执行“MOV A，SBUF”指令），便由接收缓冲器SBUF取出信息通过8051内部总线送CPU。

4、89C51串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各工作方式的波特率如何确定？

答：串行接口的工作方式有4种工作方式：方式0（8位同步移位寄存器），方式1（10位异步收发），方式2（11位异步收发），方式3（11位异步收发）。

有两种帧格式：10位，11位

方式0：方式0波特率≌fosc / 12

方式2：方式2波特率≌（2SMOD·f osc）/64

在方式1和3：在方式1和3的波特率=（2SMOD/32）·[f osc/（12（256-X））

定时器T1用作波特率时，通常选用工作模式2。

5、若异步通信接口按方式3传送，已知其每分钟传送3600个字符，其波特率是多少？

答：已知每分钟传送3600个字符，方式3每个字符11位，则：

波特率=（11b/字符）×（3600字符/60S）=660b/s

6、89C51中SCON的SM2，TB8，RB8有何作用？

答：89C51中SCON的SM2是多机通信控制位，主要用于串行接口工作方式2和方式3。若置SM2=1，则允许多机通讯。

TB8是发送数据的第9位，在串行接口工作方式2和方式3中，根据发送的需要由软件置位或复位。它在许多通讯协议中可作奇偶校验位；在多机通讯中作为发送地址帧或数据帧的标志位。

RB8是接收数据的第9位，在串行接口工作方式2和方式3中，接收的第9位数据放在RB8位。它或是约定的奇/偶校验位，或是约定的地址/数据标识位。

7、设fosc＝11.059MHz，试编写一段程序，其功能为对串行口初始化，使之工作与方式1，波特率为1200b/s；并用查询串行口状态的方法，读出接收缓冲器的数据并回送到发送缓冲器。

解：START: MOV SCON,#40H

MOV TMOD,#20H

MOV TH1,#0E8H

MOV TL1,#0E8H

SETB TR1

MOV A,SBUF

MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

SJMP $

8、若晶振为11.0592MHz，串行口工作与方式1，波特率为4800b/s。写出用

T1作为波特率发生器的方式字和计数初值。

解：MOV TMOD,#20H

MOV TH1,#0FAH

MOV TL1,#0FAH

9、为什么定时器T1用作串行口波特率发生器时，常选用工作模式2？若已知系统时钟频率和通信用的波特率，如何计算其初值？

解：因为工作模式2是自动重装初值定时器，编程时无需重装时间计数初值，比较实用。若选用工作模式0或工作模式1，当定时器T1溢出时，需在中断服务程序中重装初值。

已知系统时钟频率fosc 和通信用的波特率fbaud ，可得出定时器T1模式2的初值X ： X ≌256-[fosc ×（SMOD+1）]/（384×fbaud ）

10、若定时器T1设置成模式2作波特率发生器，已知fosc ＝6MHz 。求可能产生的最高和最低的波特率是多少？

解： 最高波特率为T1定时最小值，此时初值为255，并且SMOD=1，有 fbaud=31250)

255256(12322)256(12322=-⨯=-⨯osc osc SMOD f x f 最低波特率为T1定时最大值，此时初值为0，并且SMOD=0，有 fbaud=61)

0256(12321)256(12322=-⨯=-⨯osc osc SMOD f x f

11、串行通信的总线标准是什么？有哪些内容？

答：美国电子工业协会（EIA ）正式公布的串行总线接口标准有RS-232C 、RS-422、RS-423和RS-485等。

在异步串行通讯中应用最广的标准总线是RS-232C 。它包括了按位串行传输的电气和机械方面的规定，如适用范围、信号特征、接口信号及引脚说明等，适用于短距离（＜15m ）或带调制解调器的通信场合。采用RS-422、RS-485标准时，通讯距离可达1000m 。

12、简述单片几多机通信的原理。

答：当一片单片机（主机）与多片单片机（从机）通信时，所有从机的SM2位都置1（串行口控制寄存器SCON 中的SM 2为多机通信接口控制位）。主机首先发送的一帧数据为地址，即某从机机号，其中第9位为1，所有的从机串行口以方式2或3接收，接收数据后，将其中第9位装入RB8。各个从机根据收到的第9位数据的值来决定从机可否再接收主机的信息。若SM 2为1，则仅当接收到的第9位数据RB 8为1时，说明是地址帧，数据才装入SBUF ，置位RI ，中断所有的从机，只有被寻址的目标从机清除SM2，以接收主机发来的一帧数据，其他从机仍然保持SM2=1。当接收到的第9位数据RB 8为0时，说明是数据帧，则使接收中断标志位RI=0，信息丢失。

13、以89C51串行口按工作方式1进行串行数据通信。假定波特率为1200b/s ，以中断方式传送数据。请编写全双工通信程序。

解：（1）T1工作于方式2作为波特率发生器，取SMOD=0，T1的计数如下：

波特率=)

256(12322X f OSC SMOD

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