第十二章 串行口

12.1 串行通信基本知识
主要内容：串行通信的传输方式、通信方式和通 信协议。
12. 1. 2 串行通信的传输方式
1、单工方式
源自文库
2、半双工方式
3、全双工方式
12. 1. 3 串行通信的通信方式
异步通信、同步通信
一、异步通信
异步通信的含义：发送端和接收端不是同一个时 钟，可以不同时，即不同步。
异步通信的帧格式（由4部分组成）： 起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。
3、时钟部分（产生波特率） 定时器T1、分频器（2、16分频）等
8051串行口结构
1、发送部分
2、接收部分
3、时钟部分
发送 接收
二、 串行口控制字及控制寄存器
控制串行通信的寄存器有SCON、PCON 1、串行通信控制寄存器SCON
地址：98H 格式如下
SM0、SM1：串行口工作方式选择位。组合如下所示：
数据；若接收到的RB8=0则丢弃接收到的数据。 2、主机先发送欲通信的从机的地址，并且TB8为1。
这时各个从机均可接收此地址，对于目标从机， 则对自己的SM2清0，其它从机保留SM2=1。 3、主机再发送数据，并且TB8为0。
这时目标从机正常接收数据，其它从机均丢弃接 收到的数据。
三、 串行通信工作方式
3）方式2波特率固定有两种值；方式3波特率可变，由
T1的溢出率决定。
4）可以进行多机通信。
（2）方式2、3的发送与接收 与方式1类似，从略。时序如下图所示，仅多了1位。
发 送 时 序
接 收 时 序
四、波特率设计
波特率是串行通信协议中的一个重要内容。
在8051单片机串行通信的4种工作方式中,方式0和
8051有一可编程的全双工串行通信接口，可用作 异步串行通信，也可用作同步移位寄存器；可单机 通信，也可多机通信；其帧格式有8位、10位、11位； 可设置不同波特率。
12. 2. 1 8051串行口
一、 8051串行口结构
1、发送部分 发送寄存器SBUF、发送移位寄存器（并串）
2、接收部分 接收移位寄存器（串并） 、接收寄存器SBUF
SM2：多机通信控制位。1：多机通信；0：单机通信 REN：允许接收控制位。1：允许接收；0：禁止接收 TB8：发送的第9位数据。可为奇偶检验位，或多机通
信特征位（1：示地址；0：示数据） RB8：接收到的第9位数据。 TI、RI：分别示发送和接收中断标志。需软件编程清0。
多机通信的方法：
1、实现的条件：各个从机的SM2设置为1。 当SM2=1时：若接收到的RB8=1则保留接收到的
第12章 8051串行口及
串行通信技术
主要内容
1、串行通信基本知识 2、串行口及其应用 3、RS-232C标准接口总线
及串行通信硬件设计 4、8051与8051点对点异步通信 5、8051与PC机间通信软件的设计 6、PC机与多个单片机间的通信
12.0 串行通信概述
并行通信的特点：短距离、高速度，传输线多。 串行通信的特点：传输线少，方便、长距离传输。 本章主要介绍： 1、8051串行口的结构、原理及应用； 2、单片机之间的串行通信； 3、单片机与PC机之间的串行通信； 4、通信接口电路和软件设计等。
8051有4种工作方式，有3种帧格式，波特率可变。
1、串行口方式0
方式0为同步移位寄存器输入/输出方式，常用于扩 展I/O口。
此时，SM0=0、SM1=0 （1）方式0的特点： 1）一帧仅有8位数据，无起始和结束位，低位在前。
2）RXD引脚用于传送数据，TXD用于传送时钟。
3）波特率固定，其值为ƒosc/12。
3）波特率可变，由T1的溢出率决定。
（2）方式1发送 启动发送：
用“向SBUF写数据指令”便启动了发送。数据从 TXD引脚送出。数据发完后TI置1。
发送时序如下图所示。
（3）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中，并且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
接收时序如下图所示。
3、串行口方式2和方式3
此时，SM0=1、SM1=0、1 （1）特点： 1）一帧有11位。1位起始，8位数据位，1位校验/特征 位（接收时该位进入SCON的RB8），1位停止位。 2）RXD引脚用于接收数据，TXD引脚用于发送数据。 可以同时进行收、发。
异步通信的特点: （1）每帧传送一个字符（字节），字符间不一定相连； （2）系统简单可靠、造价低， （3）传输速度较低。
二、同步通信
同步通信的含义： 发送端和接收端使用同一个时钟，同步发、收。
同步通信的帧格式： 由同步字符和多个（大量）连续的数据构成。
同步通信的特点:传输速度高、系统复杂、造价高。
（2）方式0发送 用于扩展并行输出口，用74LS164芯片。 启动输出 （发送）用 “向SBUF写 数据指令”。 用RXD引脚 传送数据， TXD引脚 传送时钟。
74LS164 可级连多片。
（3）方式0接收
用于扩展并行输入口，用74LS165芯片。
启动输入
（接收）：
16
REN置1 （且RI=0）。
用RXD引 脚传送数据，
移位/置数 时钟禁止
用TXD引脚 传送时钟。
74LS165 可级连多片。
2、串行口方式1
方式1是真正用于串行发送和接收，为10位通用异 步接口。
此时，SM0=0、SM1=1 （1）特点： 1）一帧有10位，1位起始，8位数据位，1位停止位。 接收时停止位进入SCON的RB8。 2）RXD引脚用于接收数据，TXD引脚用于发送数据。 可以同时进行收、发。
三、波特率
是描述数据传输速率的物理量。 定义为：每秒钟传送的二进制代码的位数。
单位：比特（b/s）
12. 1. 4 串行通信协议（异步协议）
协议：是对数据传送方式的规定。
1、起始位 2、数据位：5~8位 3、奇偶校验位：1位 4、停止位：1~2位 5、波特率 6、握手信号
帧格式
12.2 串行口及应用