串口工作方式
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3
3
通信的硬件设计
两种通信方式的示意图
4
串口通讯硬件设计
三线连接 甲机的TXD与乙机的RXD相连， 甲机的RXD与乙机的TXD相连， 双机共地。
5
三线通讯的传输距离
与传输速率有关：速率越高，距离越近，当速 率超过1000 bps 时，最大传输距离迅速下降， 如9600 bps 时最大距离下降到只有76m？，速 率最大115200bps ？（？处请实验）
SBUF
TXD 控制门
TH1 TL1
发送控制器 TI 去串口中断
1
A
÷16 ÷2
≥1
0
T1溢出率
SMOD
接收控制器 RI
SBUF
RXD 移位寄存器
数据缓冲器、速率发生器T1，发送接收完毕标记位TI、RI 引脚RXD接收数据，TXD发送数据 时钟，各自使用时钟
15
51串口工作方式的设置
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
启动T1
TL1=0xfd; TR1=1;
}
20
串口通信的接收过程 ：异步
1）开始通信时，信号线为空闲（逻辑1）,当检测到 由1到0的跳变时，开始对“接收时钟”计数。
2）当计到8个时钟时，对输入信号进行检测，若仍 为低电平，则确认这是“起始位”，而不是干扰信号。
3）接收端检测到起始位后，隔16个接收时钟，对输 入信号检测一次，把对应的值作为D0位数据。若为 逻辑1, 作为数据位1；若为逻辑0，作为数据位0。
项目基本任务：双机通讯
甲方按键‘1’并向乙方发出指令，乙方播放
音乐 显示
显示
-1
--
甲机
按键
乙机 喇 叭
播放
音乐
1
扩展任务：多机通信
拓扑：总线 协议：主从式，轮询法
图 9.23 多机通信示意图Leabharlann Baidu
2
基本任务分解
• 甲机发送信息给乙机，乙机显示 • 单片机播放音乐 • 甲机控制乙机播放音乐
接 收 设10100100 1 备
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
13
异步的概念
异步通信是以字符（构成的帧）为单位 进行传输 字符与字符之间的间隙（时间间隔）是 任意的，即字符之间是异步的 同一字符内的各位是同步的
14
80C51的串行口
11
异步通信的数据格式 ：
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
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。
12
异步通信的基本概念
通信的发送与接收设备使用各自的时钟控 制数据的发送和接收过程。
为使双方的收发协调，要求发送和接收设 备的时钟保持一致。
SM0 SM1 00
01 10
11
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 10位UART 11位UART
11位UART
波特率 fosc/12
可变 fosc/64或 fosc/32
可变
16
51串口工作方式1
帧格式：10位，其中1位起始位，8位数据位，1位 停止位。 TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚 REN:接收允许控制位，REN为1允许接收
确定串行口工作方式v（oid编程initS_uCaOrt()N寄存器）
开串口中断
{ SCON=0x50;
设置T1的工作方式（E/编/0S1=0程1;1 T00M00O, 方D式寄1，存REN=1
器）；
EA=1;
PCON=0x80;
计算T1的初值，装载TTMHO1D=、0xT20L; 1； TH1=0xfd;
4）再隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对 应的值作为D1位数据。….，直到全部数据位都输入。
21
串口通信的接收过程 ：异步
5）检测校验位P（如果有的话）。 6）接收到规定的数据位个数和校验位后,通信接口电路希望收
到停止位S(逻辑1)，若此时未收到逻辑1，说明出现了错误， 在状态寄存器中置“帧错误”标志。若没有错误，对全部数据 位进行奇偶校验，无校验错时，把数据位从移位寄存器中送数 据输入寄存器。若校验错，在状态寄存器中置奇偶错标志。 7）本幀信息全部接收完，把线路上出现的高电平作为空闲位。 8）当信号再次变为低时，开始进入下一幀的检测。
方式1输出时序如下：
写入SBUF
TXD
起始 D0
D1
TI（中断标志）
D2 D3
D4
D5
D6
D7 停止位
方式1 输入时序
REN，允许串行接收位。由软件设置
REN=1，启动串行口接收数据； REN=0，则禁止接收
RXD
起始 D0 D1
D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位
位采样脉冲
RI（中断标志）
TTL信号系统：+5V等价于逻辑“1”，0V 等价于逻辑“0” ，对应于二进制数据
TTL电平信号被利用的最多，对于设备内 部的传输很理想：不需要线路驱动器以 及接收器 ，高速率，
7
双机通讯
通讯的收发单片机有独立的程序，独立的时钟
8
双机通讯实物
下方机按钮 控制上方机 的灯
上方机传回 数据在下方 机的灯上显 示
•接收器采样RXD引脚电平，检测到RXD引脚输入电平发生负跳 变时，则说明起始位有效，开始接收这一帧信息的其余位。
•当RI=0，且接收到的停止位为1时，将接收到的前8位数据装入 接收SBUF，并置RI=1，向CPU请求中断。
编程收发数据 -----推荐中断方式
51单片机的串口是个全双工的串口，发送数据 的同时，还可以接收数据。
当串行发送完毕后，将在标志位 TI 置 1，同 样，当收到了数据后，也会在 RI 置 1。
无论 RI 或 TI 出现了 1，只要串口中断处于开 放状态，单片机都会进入串口中断处理程序。 在中断程序中，要区分出来究竟是发送引起的 中断，还是接收引起的中断，然后分别进行处 理。
19
串行口方式1初始化
与传输线的电气特性有关：当传输线使用每 0.3m（约1英尺）有50PF电容的非平衡屏蔽双 绞线时，
传统TTL电平的传输距离1m5？以内；如果采 用电平转换，使用RS232电平进行传输，范围 15m以内
6
什么是TTL
transistor transistor logic 晶体管-晶体管 逻辑集成电路
9
串口通信软件设计
串口的工作方式1、2、3都是异步通讯 通信速率设置 发送接收数据的编程控制
10
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。
传输数据的位之间的距离均为“位间隔” 的 整数倍，同时传送的字符间无间隙， 即保持位同步关系，也保持字符同步关 系。
3
通信的硬件设计
两种通信方式的示意图
4
串口通讯硬件设计
三线连接 甲机的TXD与乙机的RXD相连， 甲机的RXD与乙机的TXD相连， 双机共地。
5
三线通讯的传输距离
与传输速率有关：速率越高，距离越近，当速 率超过1000 bps 时，最大传输距离迅速下降， 如9600 bps 时最大距离下降到只有76m？，速 率最大115200bps ？（？处请实验）
SBUF
TXD 控制门
TH1 TL1
发送控制器 TI 去串口中断
1
A
÷16 ÷2
≥1
0
T1溢出率
SMOD
接收控制器 RI
SBUF
RXD 移位寄存器
数据缓冲器、速率发生器T1，发送接收完毕标记位TI、RI 引脚RXD接收数据，TXD发送数据 时钟，各自使用时钟
15
51串口工作方式的设置
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
启动T1
TL1=0xfd; TR1=1;
}
20
串口通信的接收过程 ：异步
1）开始通信时，信号线为空闲（逻辑1）,当检测到 由1到0的跳变时，开始对“接收时钟”计数。
2）当计到8个时钟时，对输入信号进行检测，若仍 为低电平，则确认这是“起始位”，而不是干扰信号。
3）接收端检测到起始位后，隔16个接收时钟，对输 入信号检测一次，把对应的值作为D0位数据。若为 逻辑1, 作为数据位1；若为逻辑0，作为数据位0。
项目基本任务：双机通讯
甲方按键‘1’并向乙方发出指令，乙方播放
音乐 显示
显示
-1
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甲机
按键
乙机 喇 叭
播放
音乐
1
扩展任务：多机通信
拓扑：总线 协议：主从式，轮询法
图 9.23 多机通信示意图Leabharlann Baidu
2
基本任务分解
• 甲机发送信息给乙机，乙机显示 • 单片机播放音乐 • 甲机控制乙机播放音乐
接 收 设10100100 1 备
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
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异步的概念
异步通信是以字符（构成的帧）为单位 进行传输 字符与字符之间的间隙（时间间隔）是 任意的，即字符之间是异步的 同一字符内的各位是同步的
14
80C51的串行口
11
异步通信的数据格式 ：
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
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。
12
异步通信的基本概念
通信的发送与接收设备使用各自的时钟控 制数据的发送和接收过程。
为使双方的收发协调，要求发送和接收设 备的时钟保持一致。
SM0 SM1 00
01 10
11
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 10位UART 11位UART
11位UART
波特率 fosc/12
可变 fosc/64或 fosc/32
可变
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51串口工作方式1
帧格式：10位，其中1位起始位，8位数据位，1位 停止位。 TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚 REN:接收允许控制位，REN为1允许接收
确定串行口工作方式v（oid编程initS_uCaOrt()N寄存器）
开串口中断
{ SCON=0x50;
设置T1的工作方式（E/编/0S1=0程1;1 T00M00O, 方D式寄1，存REN=1
器）；
EA=1;
PCON=0x80;
计算T1的初值，装载TTMHO1D=、0xT20L; 1； TH1=0xfd;
4）再隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对 应的值作为D1位数据。….，直到全部数据位都输入。
21
串口通信的接收过程 ：异步
5）检测校验位P（如果有的话）。 6）接收到规定的数据位个数和校验位后,通信接口电路希望收
到停止位S(逻辑1)，若此时未收到逻辑1，说明出现了错误， 在状态寄存器中置“帧错误”标志。若没有错误，对全部数据 位进行奇偶校验，无校验错时，把数据位从移位寄存器中送数 据输入寄存器。若校验错，在状态寄存器中置奇偶错标志。 7）本幀信息全部接收完，把线路上出现的高电平作为空闲位。 8）当信号再次变为低时，开始进入下一幀的检测。
方式1输出时序如下：
写入SBUF
TXD
起始 D0
D1
TI（中断标志）
D2 D3
D4
D5
D6
D7 停止位
方式1 输入时序
REN，允许串行接收位。由软件设置
REN=1，启动串行口接收数据； REN=0，则禁止接收
RXD
起始 D0 D1
D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位
位采样脉冲
RI（中断标志）
TTL信号系统：+5V等价于逻辑“1”，0V 等价于逻辑“0” ，对应于二进制数据
TTL电平信号被利用的最多，对于设备内 部的传输很理想：不需要线路驱动器以 及接收器 ，高速率，
7
双机通讯
通讯的收发单片机有独立的程序，独立的时钟
8
双机通讯实物
下方机按钮 控制上方机 的灯
上方机传回 数据在下方 机的灯上显 示
•接收器采样RXD引脚电平，检测到RXD引脚输入电平发生负跳 变时，则说明起始位有效，开始接收这一帧信息的其余位。
•当RI=0，且接收到的停止位为1时，将接收到的前8位数据装入 接收SBUF，并置RI=1，向CPU请求中断。
编程收发数据 -----推荐中断方式
51单片机的串口是个全双工的串口，发送数据 的同时，还可以接收数据。
当串行发送完毕后，将在标志位 TI 置 1，同 样，当收到了数据后，也会在 RI 置 1。
无论 RI 或 TI 出现了 1，只要串口中断处于开 放状态，单片机都会进入串口中断处理程序。 在中断程序中，要区分出来究竟是发送引起的 中断，还是接收引起的中断，然后分别进行处 理。
19
串行口方式1初始化
与传输线的电气特性有关：当传输线使用每 0.3m（约1英尺）有50PF电容的非平衡屏蔽双 绞线时，
传统TTL电平的传输距离1m5？以内；如果采 用电平转换，使用RS232电平进行传输，范围 15m以内
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什么是TTL
transistor transistor logic 晶体管-晶体管 逻辑集成电路
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串口通信软件设计
串口的工作方式1、2、3都是异步通讯 通信速率设置 发送接收数据的编程控制
10
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。
传输数据的位之间的距离均为“位间隔” 的 整数倍，同时传送的字符间无间隙， 即保持位同步关系，也保持字符同步关 系。