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单片机电子教案
bojia@bojia.net
第10章 串行通信及接口
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单片机电子教案
学习指南
bojia@bojia.net
串行通讯技术是单片机系统开发中常用的 技术之一，串行口也是单片机常规内部集成 的功能。近几年来，虽然新的通讯技术、手 段不断出现，但串行通讯技术由于它技术成 熟、开发方便而一直都被广泛应用于工控场 合。
I/O口）
0
1
1
8 位 UART， 波 特 率 可 变 （ T1
溢出率/n）
1
0
2
9位UART，波特率为fosc/64
或fosc/32
1
1
3
9 位 USRT， 波 特 率 可 变 （ T1
溢出率/n）
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单片机电子教案
方式0
bojia@bojia.net
在方式0状态下，串行口为同步移位寄存器方式， 其波特率是固定的，为fosc/12。数据由RXD端出入， 同步移位脉冲由TxD端输出，发送、接收的是8位效 据，不设起始比和停止位，低位在前，高位在后。。
D 7 D 6 D 5 D 4D 3 D 2 D 1 D 0 P C O N S M O D
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单片机电子教案
10.1.3 串口工作方式
bojia@bojia.net
51系列单片机有4种工作方式，通过SCON中的SM1、 SM0来设置
SM0 SM1
方式
功能说明
0
0
0
移位寄存器方式（用于扩展
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单片机电子教案
方式1
bojia@bojia.net
此时串行口为8位异步通讯接口。数据长度为10位： 含1位起始位，8位数据位（低位在先）和1位停止 位。TxD为发送端，RxD为接收端。 串行口以方式1发送时，数据由TxD端输出，发送完 10位数据后，发送中断标志置1。
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位 地 9 F 址
9 E 9 D 9 C 9 B 9 A 9 9
R I 9 8
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单片机电子教案
bojia@bojia.net
SM0、SM 1：控制串行口的工作方式。
SM 2：允许方式2和方式3进行多机通 讯控制位。在方式2或方式3中，如SM 2=1， 则接收到第9位数据。
单片机电子教案
bojia@bojia.net
当REN=1时，串行口便以所选波特率的16倍速率采 样RxD引脚状态，当采样到RXD端从1到0的跳变时就 进行接收，接收的值是3次采样中至少二次相同的 值，以保证数据可靠无误。在起始位，如果接收到 的值不为0，则起始位无效，重新接收，当再次接 收到一个由l到0的跳变时，重新启动接收。如果接 收值为0，起始位有效，串行口开始接收数据位的 其余信息（10位），接收完成后，RI被置位。 方式1的波特率是可以通过软件进行设置的，其计 算公式如下：
bojia@bojia.net
51系列单片机内部有全双工串行口，提供了4 种工作方式。波特率可由软件设置，由片内的定时 器/计数器产生。接收、发送均可工作在查询方式 或中断方式，使用十分灵活。串行口除了用于数据 通讯外，还可以非常方便地构成一个或多个并行输 入/输出口，或作串，并转换，或用来驱动键盘和 显示器。
在方式0的发送状态，当一个数据写入串行口发送 缓冲器SBUF时，串行口将数据以fosc/12的波特率 由低位到高位从TxD引脚输出，发送完中断标志TI 置1，TxD引脚输出同步脉冲。
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bojia@bojia.net
该方式下串行口作为同步移位寄存器使用，可以利 用移位寄存器进行并行I/O扩展。这时以RxD端作为 数据移位的输入、输出口，而出TXD端提供移位时 钟脉冲。 在方式0的接收状态下，设置REN=1和RI=0，串行口 就处于允许接收状态，此时RxD为串行输入端， TXD 为 同 步 脉 冲 输 出 端 。 串 行 接 收 的 波 特 串 为 fosc/12。当接收完一帧数据（8位）后，控制信号 复位，中断标志RI被置位，呈中断申请状态。每次 接收完成时，必须通过软件将RI清零，以启动下一 次接收。
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10.1.1 串口控制寄存器
bojia@bojia.net
串行口控制寄存器SCON：该寄存器的字节地址为 98H，可位寻址。SCON格式为：
D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0
S C O NS M 0 S M 1 S M 2 R E N T B 8 R B 8 T I
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bojia@bojia.net
51系列单片机中一般也集成了全双工的 串行端口。一般通过定时器来设定通讯 的波特率，通过设置几个寄存器来设定 工作方式等等。
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单片机电子教案
bojia@bojia.net
本章主要内容
串行口的结构：介绍与串行通讯相关的寄存器以及工作模式 等
串行通讯的原理：主要介绍同步，异步通讯的原理
通讯协议：介绍常用的通讯协议的设计与实现
单机通讯：介绍单片机与PC机、单片机与单片机之间的串行 通讯
多机通讯：介绍单片机多机通讯的原理和多机通讯协议的设 计 通讯程序的调试：介绍如何调试通讯程序
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单片机电子教案
10.1 串行口的结构
RI：接收中断标志位。由片内硬件在方式0 串行接收到第8位结束时置位，或在其他方 式串行接收到停止位的中间时置位，必须由 软件清零。
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10.1.2 特殊功能寄存器
bojia@bojia.net
PCON：其字节地址a7H、没有位寻址功能。PCON的 格式如下，其中与串行接口有关的只有D7。 D7 (SMOD)是波特率加倍位，为1的时候，波特率加倍。
EN：允许串行接收控制位。由软件置 位时允许接收，软件清零时停止接收。
TE8：是工作在方式2和方式3时，要发 送的第9位数据。
RB8：是工作在方式2和方式3时，接收 到的第9位数据。
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单片机电子教案
bojia@bojia.net
TI：发送中断标志位。由片内硬件在方式0 串行发送第8位结束时置位，或在其他方式 串行发送停止位的开始时置位。必须由软件 清零。
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第10章 串行通信及接口
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学习指南
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串行通讯技术是单片机系统开发中常用的 技术之一，串行口也是单片机常规内部集成 的功能。近几年来，虽然新的通讯技术、手 段不断出现，但串行通讯技术由于它技术成 熟、开发方便而一直都被广泛应用于工控场 合。
I/O口）
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8 位 UART， 波 特 率 可 变 （ T1
溢出率/n）
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9位UART，波特率为fosc/64
或fosc/32
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9 位 USRT， 波 特 率 可 变 （ T1
溢出率/n）
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方式0
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在方式0状态下，串行口为同步移位寄存器方式， 其波特率是固定的，为fosc/12。数据由RXD端出入， 同步移位脉冲由TxD端输出，发送、接收的是8位效 据，不设起始比和停止位，低位在前，高位在后。。
D 7 D 6 D 5 D 4D 3 D 2 D 1 D 0 P C O N S M O D
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10.1.3 串口工作方式
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51系列单片机有4种工作方式，通过SCON中的SM1、 SM0来设置
SM0 SM1
方式
功能说明
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移位寄存器方式（用于扩展
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方式1
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此时串行口为8位异步通讯接口。数据长度为10位： 含1位起始位，8位数据位（低位在先）和1位停止 位。TxD为发送端，RxD为接收端。 串行口以方式1发送时，数据由TxD端输出，发送完 10位数据后，发送中断标志置1。
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9 E 9 D 9 C 9 B 9 A 9 9
R I 9 8
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SM0、SM 1：控制串行口的工作方式。
SM 2：允许方式2和方式3进行多机通 讯控制位。在方式2或方式3中，如SM 2=1， 则接收到第9位数据。
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当REN=1时，串行口便以所选波特率的16倍速率采 样RxD引脚状态，当采样到RXD端从1到0的跳变时就 进行接收，接收的值是3次采样中至少二次相同的 值，以保证数据可靠无误。在起始位，如果接收到 的值不为0，则起始位无效，重新接收，当再次接 收到一个由l到0的跳变时，重新启动接收。如果接 收值为0，起始位有效，串行口开始接收数据位的 其余信息（10位），接收完成后，RI被置位。 方式1的波特率是可以通过软件进行设置的，其计 算公式如下：
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51系列单片机内部有全双工串行口，提供了4 种工作方式。波特率可由软件设置，由片内的定时 器/计数器产生。接收、发送均可工作在查询方式 或中断方式，使用十分灵活。串行口除了用于数据 通讯外，还可以非常方便地构成一个或多个并行输 入/输出口，或作串，并转换，或用来驱动键盘和 显示器。
在方式0的发送状态，当一个数据写入串行口发送 缓冲器SBUF时，串行口将数据以fosc/12的波特率 由低位到高位从TxD引脚输出，发送完中断标志TI 置1，TxD引脚输出同步脉冲。
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该方式下串行口作为同步移位寄存器使用，可以利 用移位寄存器进行并行I/O扩展。这时以RxD端作为 数据移位的输入、输出口，而出TXD端提供移位时 钟脉冲。 在方式0的接收状态下，设置REN=1和RI=0，串行口 就处于允许接收状态，此时RxD为串行输入端， TXD 为 同 步 脉 冲 输 出 端 。 串 行 接 收 的 波 特 串 为 fosc/12。当接收完一帧数据（8位）后，控制信号 复位，中断标志RI被置位，呈中断申请状态。每次 接收完成时，必须通过软件将RI清零，以启动下一 次接收。
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10.1.1 串口控制寄存器
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串行口控制寄存器SCON：该寄存器的字节地址为 98H，可位寻址。SCON格式为：
D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0
S C O NS M 0 S M 1 S M 2 R E N T B 8 R B 8 T I
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串行口的结构：介绍与串行通讯相关的寄存器以及工作模式 等
串行通讯的原理：主要介绍同步，异步通讯的原理
通讯协议：介绍常用的通讯协议的设计与实现
单机通讯：介绍单片机与PC机、单片机与单片机之间的串行 通讯
多机通讯：介绍单片机多机通讯的原理和多机通讯协议的设 计 通讯程序的调试：介绍如何调试通讯程序
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10.1 串行口的结构
RI：接收中断标志位。由片内硬件在方式0 串行接收到第8位结束时置位，或在其他方 式串行接收到停止位的中间时置位，必须由 软件清零。
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10.1.2 特殊功能寄存器
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PCON：其字节地址a7H、没有位寻址功能。PCON的 格式如下，其中与串行接口有关的只有D7。 D7 (SMOD)是波特率加倍位，为1的时候，波特率加倍。
EN：允许串行接收控制位。由软件置 位时允许接收，软件清零时停止接收。
TE8：是工作在方式2和方式3时，要发 送的第9位数据。
RB8：是工作在方式2和方式3时，接收 到的第9位数据。
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