l第7章89C51串行口及串行通信技術(shù)

1、 串行通信只用一位數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)的位信號(hào)，即使加上幾串行通信只用一位數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)的位信號(hào)，即使加上幾條通信聯(lián)絡(luò)控制線，也用不了很多電纜線。因此，串行通條通信聯(lián)絡(luò)控制線，也用不了很多電纜線。因此，串行通信適合遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送，如大型主機(jī)與其遠(yuǎn)程終端之間、信適合遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送，如大型主機(jī)與其遠(yuǎn)程終端之間、處于兩地的計(jì)算機(jī)之間采用串行通信就非常經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然，處于兩地的計(jì)算機(jī)之間采用串行通信就非常經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然，串行通信要求有轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式、時(shí)間控制等邏輯電路，這串行通信要求有轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式、時(shí)間控制等邏輯電路，這些電路目前已被集成在大規(guī)模集成電路中（稱為可編程串些電路目前已被集成在大規(guī)模集成電路中（稱為可編程

2、串行通信控制器），使用很方便。行通信控制器），使用很方便。 本章將介紹本章將介紹89C51串行口的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用，串行口的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用，PC機(jī)與機(jī)與89C51間的雙機(jī)通信，一臺(tái)間的雙機(jī)通信，一臺(tái)PC機(jī)控制多臺(tái)機(jī)控制多臺(tái)89C51前沿機(jī)的分布前沿機(jī)的分布式系統(tǒng)，以及通信接口電路和軟件設(shè)計(jì)，并給出設(shè)計(jì)實(shí)例，式系統(tǒng)，以及通信接口電路和軟件設(shè)計(jì)，并給出設(shè)計(jì)實(shí)例，包括接口電路、程序框圖、主程序和接收包括接口電路、程序框圖、主程序和接收/發(fā)送子程序。發(fā)送子程序。7.1 串行通信基本知識(shí)串行通信基本知識(shí)7.2 串行口及應(yīng)用串行口及應(yīng)用7.3 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口總線及串行通信硬件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)接口總線及串行通信硬件設(shè)

3、計(jì)7.4 89C51與與89C51點(diǎn)對(duì)點(diǎn)異步通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)異步通信7.5 89C51與與PC機(jī)間通信軟件的設(shè)計(jì)機(jī)間通信軟件的設(shè)計(jì)7.6 PC機(jī)與多個(gè)單片機(jī)間的通信機(jī)與多個(gè)單片機(jī)間的通信7.7 思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題返回7.1.1 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信7.1.2 串行通信的傳輸方式串行通信的傳輸方式7.1.3 異步通信和同步通信異步通信和同步通信7.1.4 串行通信的過(guò)程及通信協(xié)議串行通信的過(guò)程及通信協(xié)議返回 在實(shí)際工作中，計(jì)算機(jī)的在實(shí)際工作中，計(jì)算機(jī)的CPU與外部設(shè)備之間常常要進(jìn)與外部設(shè)備之間常常要進(jìn)行信息交換，一臺(tái)計(jì)算機(jī)與其他計(jì)算機(jī)之間也往往要交行信息交換，一臺(tái)計(jì)算機(jī)與其他計(jì)算機(jī)之間也往往要交換信

4、息，所有這些信息交換均可稱為通信。換信息，所有這些信息交換均可稱為通信。 通信方式有兩種，即并行通信和串行通信。通信方式有兩種，即并行通信和串行通信。 通常根據(jù)信息傳送的距離決定采用哪種通信方式。通常根據(jù)信息傳送的距離決定采用哪種通信方式。 例如，在例如，在IBM-PC機(jī)與外部設(shè)備（如打印機(jī)等）通信時(shí)，機(jī)與外部設(shè)備（如打印機(jī)等）通信時(shí)，如果距離小于如果距離小于30m，可采用并行通信方式；當(dāng)距離大于，可采用并行通信方式；當(dāng)距離大于30m時(shí)，則要采用串行通信方式。時(shí)，則要采用串行通信方式。89C51單片機(jī)具有并單片機(jī)具有并行和串行二種基本通信方式。行和串行二種基本通信方式。返回 并行通信是指數(shù)據(jù)的

5、各位同時(shí)進(jìn)行傳送（發(fā)送或接收）的并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時(shí)進(jìn)行傳送（發(fā)送或接收）的通信方式。通信方式。 其優(yōu)點(diǎn)是傳送速度快；其優(yōu)點(diǎn)是傳送速度快； 缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)有多少位，就需要多少根傳送線。缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)有多少位，就需要多少根傳送線。 例如，例如，89C51單片機(jī)與打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送就屬于并行單片機(jī)與打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送就屬于并行通信。通信。 圖圖7-1（a）所示為）所示為89C51與外設(shè)間與外設(shè)間8位數(shù)據(jù)并行通信的連位數(shù)據(jù)并行通信的連接方法。并行通信在位數(shù)多、傳送距離又遠(yuǎn)時(shí)就不太合適接方法。并行通信在位數(shù)多、傳送距離又遠(yuǎn)時(shí)就不太合適了。了。返回 串行通信指數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的通信方式。串行通

6、信指數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的通信方式。 它的突出優(yōu)點(diǎn)是只需一對(duì)傳輸線（利用電話線就可作為傳它的突出優(yōu)點(diǎn)是只需一對(duì)傳輸線（利用電話線就可作為傳輸線），這樣就大大降低了傳送成本，特別適用于遠(yuǎn)距離輸線），這樣就大大降低了傳送成本，特別適用于遠(yuǎn)距離通信；通信； 其缺點(diǎn)是傳送速度較低。假設(shè)并行傳送其缺點(diǎn)是傳送速度較低。假設(shè)并行傳送N位數(shù)據(jù)所需時(shí)間位數(shù)據(jù)所需時(shí)間位位T，那么串行傳送的時(shí)間至少為，那么串行傳送的時(shí)間至少為NT,實(shí)際上總是大于實(shí)際上總是大于NT的。的。 圖圖7-1（b）所示為串行通信方式的連接方法。）所示為串行通信方式的連接方法。返回返回串行通信的傳送方向通常有三種：串行通信的傳送方向通常有

7、三種：p 單向（或單工）配置，只允許數(shù)據(jù)向一個(gè)方向傳送；單向（或單工）配置，只允許數(shù)據(jù)向一個(gè)方向傳送；p 半雙向（或半雙工）配置，允許數(shù)據(jù)向兩個(gè)方向中的半雙向（或半雙工）配置，允許數(shù)據(jù)向兩個(gè)方向中的任一方向傳送，但每次只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送；任一方向傳送，但每次只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送；p 全雙向（全雙工）配置，允許同時(shí)雙向傳送數(shù)據(jù)，因全雙向（全雙工）配置，允許同時(shí)雙向傳送數(shù)據(jù)，因此，全雙工配置是一對(duì)單向配置，它要求兩端的通信此，全雙工配置是一對(duì)單向配置，它要求兩端的通信設(shè)備都具有完整和獨(dú)立的發(fā)送和接受能力。設(shè)備都具有完整和獨(dú)立的發(fā)送和接受能力。1.圖圖7-2所示為串行通信中的數(shù)據(jù)傳送方式。所示為串行通

8、信中的數(shù)據(jù)傳送方式。返回返回 串行通信有兩種基本通信方式，即異步通信和同步通信。串行通信有兩種基本通信方式，即異步通信和同步通信。1、異步通信、異步通信 返回返回 甲 機(jī) 乙 機(jī) 甲機(jī)時(shí)鐘 乙機(jī)時(shí)鐘 串行異步方式 1、異步通信、異步通信 在異步通信中，數(shù)據(jù)是一幀一幀（包括一個(gè)字符代碼或在異步通信中，數(shù)據(jù)是一幀一幀（包括一個(gè)字符代碼或一字節(jié)數(shù)據(jù)）傳送的，每一幀的數(shù)據(jù)格式如圖一字節(jié)數(shù)據(jù)）傳送的，每一幀的數(shù)據(jù)格式如圖7-3所示所示返回返回 在幀格式中，一個(gè)字符由四個(gè)部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、在幀格式中，一個(gè)字符由四個(gè)部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位。首先是一個(gè)起始為（奇偶校驗(yàn)位和停止位。

9、首先是一個(gè)起始為（0），然后是），然后是5位位-8位數(shù)據(jù)（規(guī)定低位在前，高位在后），接下來(lái)是奇位數(shù)據(jù)（規(guī)定低位在前，高位在后），接下來(lái)是奇偶校驗(yàn)位（可省略），最后是停止位（偶校驗(yàn)位（可省略），最后是停止位（1）。）。返回圖圖7-3（a）表示一個(gè)字符緊接一個(gè)字符傳送的情況，上一個(gè)字符的停止位和）表示一個(gè)字符緊接一個(gè)字符傳送的情況，上一個(gè)字符的停止位和下一個(gè)字符的起始位是緊鄰的；下一個(gè)字符的起始位是緊鄰的；圖圖7-3（b）則是兩個(gè)字符間有空閑位的情況，空閑位為）則是兩個(gè)字符間有空閑位的情況，空閑位為1，線路處于等待狀態(tài)。，線路處于等待狀態(tài)。存在空閑位正是異步通信的特征之一。存在空閑位正是異步通信的

10、特征之一。 例如，規(guī)定用例如，規(guī)定用ASCII編碼，字符為七位，加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位、一個(gè)起始位、編碼，字符為七位，加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位、一個(gè)起始位、一個(gè)停止位，則一幀共十位。一個(gè)停止位，則一幀共十位。返回 同步通信中，由時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收同步通信中，由時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端同步，。端同步，。 同步傳送時(shí)，字符與字符之間沒(méi)有間隙，同步傳送時(shí)，字符與字符之間沒(méi)有間隙，也不用起始位和停止位，僅在數(shù)據(jù)塊開始也不用起始位和停止位，僅在數(shù)據(jù)塊開始時(shí)用同步字符時(shí)用同步字符SYNC來(lái)指示，其數(shù)據(jù)格式如來(lái)指示，其數(shù)據(jù)格式如圖圖7-4所示。所示。返回返回 波特率，即數(shù)據(jù)傳送速率，表示波特率，即數(shù)據(jù)傳送速率，表示每

11、秒鐘傳送二進(jìn)制代碼的每秒鐘傳送二進(jìn)制代碼的位數(shù)位數(shù)，它的單位是，它的單位是b/s。 波特率對(duì)于波特率對(duì)于CPU與外界的通信是很重要的。與外界的通信是很重要的。 假設(shè)數(shù)據(jù)傳送速率是假設(shè)數(shù)據(jù)傳送速率是120字符字符/s，而每個(gè)字符格式包含，而每個(gè)字符格式包含10個(gè)代碼位（個(gè)代碼位（1個(gè)起始位、個(gè)起始位、1個(gè)終止位、個(gè)終止位、8個(gè)數(shù)據(jù)位）。這時(shí)，個(gè)數(shù)據(jù)位）。這時(shí)，傳送的波特率為：傳送的波特率為： 10b字符字符120字符字符s1200bs返回 每一位代碼的傳送時(shí)間每一位代碼的傳送時(shí)間Td為波特率的倒數(shù)。為波特率的倒數(shù)。 Td1b（1200b/s）0.833ms 異步通信的傳送速率在異步通信的傳送速率

12、在50b/s-19200b/s之間，常用于計(jì)之間，常用于計(jì)算機(jī)到終端機(jī)和打印機(jī)之間的通信、直通電報(bào)以及無(wú)線電算機(jī)到終端機(jī)和打印機(jī)之間的通信、直通電報(bào)以及無(wú)線電通信的數(shù)據(jù)發(fā)送等。通信的數(shù)據(jù)發(fā)送等。返回1、串、串并轉(zhuǎn)換與設(shè)備同步并轉(zhuǎn)換與設(shè)備同步 兩個(gè)通信設(shè)備在串行線路上成功地實(shí)現(xiàn)通兩個(gè)通信設(shè)備在串行線路上成功地實(shí)現(xiàn)通信必須解決兩個(gè)問(wèn)題：信必須解決兩個(gè)問(wèn)題： 一是串一是串并轉(zhuǎn)換，即如何把要發(fā)送的并行數(shù)并轉(zhuǎn)換，即如何把要發(fā)送的并行數(shù)據(jù)串行化，把接收的串行數(shù)據(jù)并行化；據(jù)串行化，把接收的串行數(shù)據(jù)并行化； 二是設(shè)備同步，即同步發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備的二是設(shè)備同步，即同步發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備的工作節(jié)拍，以確保發(fā)送數(shù)

13、據(jù)在接收端被正確讀工作節(jié)拍，以確保發(fā)送數(shù)據(jù)在接收端被正確讀出。出。返回（1）串）串并轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換 串行通信是將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換串行通信是將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，將其通過(guò)一根通信線傳送；成串行數(shù)據(jù)，將其通過(guò)一根通信線傳送；并將接收的串行數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)送并將接收的串行數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)中。到計(jì)算機(jī)中。返回 在計(jì)算機(jī)串行在計(jì)算機(jī)串行發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)之前，計(jì)算機(jī)內(nèi)部的并行數(shù)據(jù)之前，計(jì)算機(jī)內(nèi)部的并行數(shù)據(jù)被送入移位寄存器并一位一位地輸出，將數(shù)據(jù)被送入移位寄存器并一位一位地輸出，將并并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)。如圖。如圖7-5所示。所示。 在在接收接收數(shù)據(jù)時(shí)

14、，來(lái)自通信線路的數(shù)據(jù)時(shí)，來(lái)自通信線路的串行數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù)被壓入被壓入移位寄存器，滿移位寄存器，滿8位后位后并行并行送到計(jì)算機(jī)內(nèi)部。送到計(jì)算機(jī)內(nèi)部。 如如圖圖7-6所示。所示。 在串行通信控制電路中，串在串行通信控制電路中，串-并、并并、并-串轉(zhuǎn)換邏輯串轉(zhuǎn)換邏輯被集成在串行異步通信控制器芯片中。被集成在串行異步通信控制器芯片中。89C51單單片機(jī)的串行口和片機(jī)的串行口和PC中的中的8250都可實(shí)現(xiàn)這一功都可實(shí)現(xiàn)這一功能。能。返回返回返回 進(jìn)行串行通信的兩臺(tái)設(shè)備必須同步工作才進(jìn)行串行通信的兩臺(tái)設(shè)備必須同步工作才能有效地檢測(cè)通信線路上的信號(hào)變化，從能有效地檢測(cè)通信線路上的信號(hào)變化，從而采樣傳送數(shù)據(jù)脈沖

15、。而采樣傳送數(shù)據(jù)脈沖。 設(shè)備同步對(duì)通信雙方有兩個(gè)共同要求：設(shè)備同步對(duì)通信雙方有兩個(gè)共同要求：一是通信雙方必須采用統(tǒng)一的編碼方法；一是通信雙方必須采用統(tǒng)一的編碼方法；二是通信雙方必須能產(chǎn)生相同的傳送速率。二是通信雙方必須能產(chǎn)生相同的傳送速率。返回 采用統(tǒng)一的編碼方法確定了一個(gè)字符二進(jìn)制表示采用統(tǒng)一的編碼方法確定了一個(gè)字符二進(jìn)制表示值的位發(fā)送順序和位串長(zhǎng)度，當(dāng)然還包括統(tǒng)一的值的位發(fā)送順序和位串長(zhǎng)度，當(dāng)然還包括統(tǒng)一的邏輯電平規(guī)定，即電平信號(hào)高低與邏輯邏輯電平規(guī)定，即電平信號(hào)高低與邏輯1和邏輯和邏輯0的固定對(duì)應(yīng)關(guān)系。的固定對(duì)應(yīng)關(guān)系。 通信雙方只有產(chǎn)生相同的傳送速率，才能確保通信雙方只有產(chǎn)生相同的傳送速

16、率，才能確保設(shè)備同步，這就要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備采用相設(shè)備同步，這就要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備采用相同頻率的時(shí)鐘。發(fā)送設(shè)備在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖上發(fā)同頻率的時(shí)鐘。發(fā)送設(shè)備在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖上發(fā)出數(shù)據(jù)，接收設(shè)備才能正確檢測(cè)出與時(shí)鐘脈沖同出數(shù)據(jù)，接收設(shè)備才能正確檢測(cè)出與時(shí)鐘脈沖同步的數(shù)據(jù)信息。步的數(shù)據(jù)信息。返回 通信協(xié)議是對(duì)數(shù)據(jù)傳送方式的規(guī)定，包括數(shù)據(jù)格通信協(xié)議是對(duì)數(shù)據(jù)傳送方式的規(guī)定，包括數(shù)據(jù)格式定義和數(shù)據(jù)位定義等。式定義和數(shù)據(jù)位定義等。 通信雙方必須遵守統(tǒng)一的通信協(xié)議。串行通信協(xié)通信雙方必須遵守統(tǒng)一的通信協(xié)議。串行通信協(xié)議包括同步協(xié)議和異步協(xié)議兩種。議包括同步協(xié)議和異步協(xié)議兩種。 在此在此只討論異步串行通信

17、協(xié)議和異步串性協(xié)議規(guī)只討論異步串行通信協(xié)議和異步串性協(xié)議規(guī)定的字符數(shù)據(jù)的傳送格式定的字符數(shù)據(jù)的傳送格式。返回（1）起始位）起始位 通信線上沒(méi)有數(shù)據(jù)被傳送時(shí)處于邏輯通信線上沒(méi)有數(shù)據(jù)被傳送時(shí)處于邏輯1狀態(tài)。狀態(tài)。 當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送一個(gè)字符數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)出一個(gè)邏輯當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送一個(gè)字符數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)出一個(gè)邏輯0信號(hào)，這個(gè)邏輯低電平就是起始位。信號(hào)，這個(gè)邏輯低電平就是起始位。 起始位通過(guò)通信線傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測(cè)到這個(gè)起始位通過(guò)通信線傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測(cè)到這個(gè)邏輯低電平后，就開始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位信號(hào)。邏輯低電平后，就開始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位信號(hào)。 起始位所起的作用就是設(shè)備同步，通信雙方必須在傳送

18、起始位所起的作用就是設(shè)備同步，通信雙方必須在傳送數(shù)據(jù)位前協(xié)調(diào)同步。數(shù)據(jù)位前協(xié)調(diào)同步。返回（2）數(shù)據(jù)位）數(shù)據(jù)位 當(dāng)接收設(shè)備收到起始位后，緊接著就會(huì)收到數(shù)據(jù)位。數(shù)當(dāng)接收設(shè)備收到起始位后，緊接著就會(huì)收到數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是5、6、7或或8。IBM-PC中經(jīng)常采用中經(jīng)常采用7位位或或8位數(shù)據(jù)傳送，位數(shù)據(jù)傳送，89C51串行口采用串行口采用8位或位或9位數(shù)據(jù)傳送位數(shù)據(jù)傳送。這些數(shù)據(jù)位被接收到移位寄存器中，構(gòu)成傳送數(shù)據(jù)字符。這些數(shù)據(jù)位被接收到移位寄存器中，構(gòu)成傳送數(shù)據(jù)字符。在字符數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，在字符數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，數(shù)據(jù)位從最低有效位開始發(fā)送數(shù)據(jù)位從最低有效位開始發(fā)送，依次順序在接收

19、設(shè)備中被轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。依次順序在接收設(shè)備中被轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。返回（3）奇偶校驗(yàn)位）奇偶校驗(yàn)位 數(shù)據(jù)位發(fā)送完之后，可以發(fā)送奇偶校驗(yàn)位。奇偶校驗(yàn)用數(shù)據(jù)位發(fā)送完之后，可以發(fā)送奇偶校驗(yàn)位。奇偶校驗(yàn)用于有限差錯(cuò)檢測(cè)，通信雙方需約定已知的奇偶校驗(yàn)方式。于有限差錯(cuò)檢測(cè)，通信雙方需約定已知的奇偶校驗(yàn)方式。如果選擇偶校驗(yàn)，那么組成數(shù)據(jù)位和奇偶位的邏輯如果選擇偶校驗(yàn)，那么組成數(shù)據(jù)位和奇偶位的邏輯1的個(gè)的個(gè)數(shù)必須是偶數(shù)；如果選擇奇校驗(yàn)，那么邏輯數(shù)必須是偶數(shù)；如果選擇奇校驗(yàn)，那么邏輯1的個(gè)數(shù)必須的個(gè)數(shù)必須是奇數(shù)。是奇數(shù)。返回（4）停止位約定）停止位約定 在奇偶位或數(shù)據(jù)位（當(dāng)無(wú)奇偶校驗(yàn)時(shí)）之后發(fā)送的是停在奇偶位或數(shù)據(jù)

20、位（當(dāng)無(wú)奇偶校驗(yàn)時(shí)）之后發(fā)送的是停止位。停止位是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志，可以是止位。停止位是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志，可以是1位，位，1.5位或位或2位的高電平。接收設(shè)備收到停止位之后，通信線位的高電平。接收設(shè)備收到停止位之后，通信線路上便又恢復(fù)邏輯路上便又恢復(fù)邏輯1狀態(tài)，直至下一個(gè)字符數(shù)據(jù)的起始位狀態(tài)，直至下一個(gè)字符數(shù)據(jù)的起始位到來(lái)。到來(lái)。返回（5）波特率設(shè)置）波特率設(shè)置 通信線上傳送的所有位信號(hào)都保持一致的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，通信線上傳送的所有位信號(hào)都保持一致的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，每一位的信號(hào)持續(xù)時(shí)間都由數(shù)據(jù)傳送速度確定，而傳送速每一位的信號(hào)持續(xù)時(shí)間都由數(shù)據(jù)傳送速度確定，而傳送速度是以每秒多少個(gè)二進(jìn)制位

21、來(lái)衡量的，這個(gè)速度叫波特率。度是以每秒多少個(gè)二進(jìn)制位來(lái)衡量的，這個(gè)速度叫波特率。如果數(shù)據(jù)以如果數(shù)據(jù)以300個(gè)二進(jìn)制位每秒在通信線上傳送，那么傳個(gè)二進(jìn)制位每秒在通信線上傳送，那么傳送速度為送速度為300波特，通常記為波特，通常記為300b/s。返回（6）掛鉤（握手）信號(hào)約定）掛鉤（握手）信號(hào)約定 （見(jiàn)本章（見(jiàn)本章7.4節(jié)實(shí)例）節(jié)實(shí)例）返回 89C51單片機(jī)除具有單片機(jī)除具有4個(gè)個(gè)8位并行口外，還具有串行接口。位并行口外，還具有串行接口。此串行接口是一個(gè)此串行接口是一個(gè)全雙工串行通信接口全雙工串行通信接口，即能同時(shí)進(jìn)行串行發(fā)送和接，即能同時(shí)進(jìn)行串行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。收數(shù)據(jù)。它可以作它可以作UART（

22、通用異步接收和發(fā)送器）（通用異步接收和發(fā)送器）用，也可以作用，也可以作同步移位寄存同步移位寄存器器用。用。使用串行接口可以實(shí)現(xiàn)使用串行接口可以實(shí)現(xiàn)89C51單片機(jī)系統(tǒng)之間單片機(jī)系統(tǒng)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單機(jī)通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單機(jī)通信和和89C51與系統(tǒng)機(jī)（如與系統(tǒng)機(jī)（如IBM-PC機(jī)等）的機(jī)等）的單機(jī)或多機(jī)通信單機(jī)或多機(jī)通信。返回 7.2.1 89C51串行口串行口 7.2.2 89C51串行口的工作方式及應(yīng)用串行口的工作方式及應(yīng)用返回1、結(jié)、結(jié) 構(gòu)構(gòu)2、串行口控制字及控制寄存器、串行口控制字及控制寄存器3、串行通信工作方式、串行通信工作方式4、波特率設(shè)計(jì)、波特率設(shè)計(jì)返回 89C5189C51通過(guò)引腳通過(guò)引腳

23、RXDRXD（P3.0P3.0，串行數(shù)據(jù)接收端）和引腳，串行數(shù)據(jù)接收端）和引腳TXDTXD（P3.1P3.1，串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界進(jìn)行通信。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖如圖串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界進(jìn)行通信。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖如圖7-77-7所示。圖中所示。圖中有兩個(gè)物理有兩個(gè)物理獨(dú)立獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器的接收、發(fā)送緩沖器SBUFSBUF，它們占用同，它們占用同一地址一地址99H99H，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫入，不能讀。發(fā)送緩沖器只能寫入，不能讀出；接收緩沖器只能讀出，不能寫入。出；接收緩沖器只能讀出，不能寫入。串行發(fā)送與接收的速率與移位時(shí)鐘同步。串行發(fā)送與接收

24、的速率與移位時(shí)鐘同步。89C5189C51用定時(shí)器用定時(shí)器T1T1作為串作為串行通信的波特率發(fā)生器，行通信的波特率發(fā)生器，T1T1溢出率經(jīng)溢出率經(jīng)2 2分頻（或不分頻）后又經(jīng)分頻（或不分頻）后又經(jīng)1616分分頻作為串行發(fā)送或接收的移位脈沖。移位脈沖的速率即是波特率。頻作為串行發(fā)送或接收的移位脈沖。移位脈沖的速率即是波特率。返回圖圖7-7 串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖返回從圖中可看出，接收器是雙緩沖結(jié)構(gòu)，在前一個(gè)字節(jié)被從接收緩沖器從圖中可看出，接收器是雙緩沖結(jié)構(gòu)，在前一個(gè)字節(jié)被從接收緩沖器SBUF讀出之前，第二個(gè)字節(jié)即開始被接收（串行輸入至移位寄存器），但是，讀出之前，第二個(gè)字節(jié)

25、即開始被接收（串行輸入至移位寄存器），但是，在第二個(gè)字節(jié)接收完畢而前一個(gè)字節(jié)在第二個(gè)字節(jié)接收完畢而前一個(gè)字節(jié)CPU未讀取時(shí)，會(huì)丟失前一個(gè)字節(jié)。未讀取時(shí)，會(huì)丟失前一個(gè)字節(jié)。串行口的發(fā)送和接收都是以特殊功能寄存器串行口的發(fā)送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名義進(jìn)行讀或?qū)懙?。?dāng)?shù)拿x進(jìn)行讀或?qū)懙?。?dāng)向向SBUF發(fā)發(fā)“寫寫”命令時(shí)（執(zhí)行命令時(shí)（執(zhí)行“MOV SBUF,A”指令），即是向發(fā)送緩沖指令），即是向發(fā)送緩沖器器SBUF裝載并開始由裝載并開始由TXD引腳向外發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，發(fā)送完便使發(fā)送中斷標(biāo)引腳向外發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，發(fā)送完便使發(fā)送中斷標(biāo)志位志位TI=1。在滿足串行口接收中斷標(biāo)志位在滿足串行口接收

26、中斷標(biāo)志位RI（SCON.0）=0的條件下，置允許接收位的條件下，置允許接收位REN（SCON.4）=1就會(huì)接收一幀數(shù)據(jù)進(jìn)入移位寄存器，并裝載到接收就會(huì)接收一幀數(shù)據(jù)進(jìn)入移位寄存器，并裝載到接收SBUF中，同時(shí)使中，同時(shí)使RI=1。當(dāng)發(fā)讀。當(dāng)發(fā)讀SBUF命令時(shí)（執(zhí)行命令時(shí)（執(zhí)行“MOV A,SBUF”命命令），便由接收緩沖器（令），便由接收緩沖器（SBUF）取出信息通過(guò)）取出信息通過(guò)89C51內(nèi)部總線送內(nèi)部總線送CPU。 對(duì)于發(fā)送緩沖器，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)對(duì)于發(fā)送緩沖器，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)CPU是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生重疊錯(cuò)誤，一般是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生重疊錯(cuò)誤，一般不需要用雙緩沖器結(jié)構(gòu)來(lái)保持最大傳送速率。不需要用雙緩沖

27、器結(jié)構(gòu)來(lái)保持最大傳送速率。返回 89C51串行口是可編程接口，對(duì)它初始化編程只用兩個(gè)控制字分別寫入特殊功串行口是可編程接口，對(duì)它初始化編程只用兩個(gè)控制字分別寫入特殊功能寄存器能寄存器SCON（98H）和電源控制寄存器）和電源控制寄存器PCON（87H）中即可。）中即可。（1）SCON（98H） 89C51串行通信的方式選擇、接收和發(fā)送控制以及串行口的狀態(tài)標(biāo)串行通信的方式選擇、接收和發(fā)送控制以及串行口的狀態(tài)標(biāo)志等均由特殊功能寄存器志等均由特殊功能寄存器SCON控制和指示，其控制字格式如圖控制和指示，其控制字格式如圖7-8所所示。示。返回圖圖7-8 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON返回 S

28、M0SM0和和SM1SM1（SCON.7SCON.7，SCON.6SCON.6）串行口工作方串行口工作方式選擇位。兩個(gè)選擇位對(duì)應(yīng)式選擇位。兩個(gè)選擇位對(duì)應(yīng)4 4種通信方式，如表種通信方式，如表7-17-1所示。所示。其中，其中，foscfosc是振蕩頻率。是振蕩頻率。返回SM2（SCON.5）多機(jī)通信控制位，主要用于方式多機(jī)通信控制位，主要用于方式2和方式和方式3。若置若置SM2=1，則允許多機(jī)通信。當(dāng)一片，則允許多機(jī)通信。當(dāng)一片89C51（主機(jī)）與多片（主機(jī)）與多片89C51（從機(jī)）通（從機(jī)）通信時(shí)，所有從機(jī)的信時(shí)，所有從機(jī)的SM2位都置位都置1。主機(jī)首先發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)為地址，即從機(jī)機(jī)號(hào)，。主

29、機(jī)首先發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)為地址，即從機(jī)機(jī)號(hào)，其中第其中第9位為位為1，所有的從機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，將其中第，所有的從機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，將其中第9位裝入位裝入RB8中。中。各個(gè)從機(jī)根據(jù)收到的第各個(gè)從機(jī)根據(jù)收到的第9位數(shù)據(jù)（位數(shù)據(jù)（RB8中）的值來(lái)決定從機(jī)可否再接收主機(jī)的信中）的值來(lái)決定從機(jī)可否再接收主機(jī)的信息。若（息。若（RB8）0，說(shuō)明是數(shù)據(jù)幀，則使接收中斷標(biāo)志位，說(shuō)明是數(shù)據(jù)幀，則使接收中斷標(biāo)志位RI0，信息丟失；若，信息丟失；若（RB8）1，說(shuō)明是地址幀，數(shù)據(jù)裝入，說(shuō)明是地址幀，數(shù)據(jù)裝入SBUF并置并置RI1，中斷所有從機(jī)，被尋，中斷所有從機(jī)，被尋址的目標(biāo)從機(jī)清除址的目標(biāo)從機(jī)清除SM2以接收主機(jī)發(fā)來(lái)的

30、一幀數(shù)據(jù)。其他從機(jī)仍然保持以接收主機(jī)發(fā)來(lái)的一幀數(shù)據(jù)。其他從機(jī)仍然保持SM21。若若SM2=0,即不屬于多機(jī)通信情況即不屬于多機(jī)通信情況,則接收一貞數(shù)據(jù)后則接收一貞數(shù)據(jù)后,不管第九位數(shù)據(jù)是不管第九位數(shù)據(jù)是0還是還是1,都都制制RI=1,接收到的數(shù)據(jù)裝入接收到的數(shù)據(jù)裝入SBUF。根據(jù)根據(jù)SM2這個(gè)功能這個(gè)功能,可實(shí)現(xiàn)多個(gè)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)89C51應(yīng)用系統(tǒng)的串行通信。應(yīng)用系統(tǒng)的串行通信。在方式在方式1時(shí)時(shí),若若SM2=1,則只有接收到有效停止位時(shí)則只有接收到有效停止位時(shí),RI才制才制1,以便接收下一貞數(shù)據(jù)。以便接收下一貞數(shù)據(jù)。在方式在方式0時(shí)時(shí),SM2必須是必須是0。返回REN（SCON.4）允許接收控制

31、位。由軟件置允許接收控制位。由軟件置1或清或清0，只有當(dāng)，只有當(dāng)REN1時(shí)才允許接收，相當(dāng)于串行接收的開關(guān)；若時(shí)才允許接收，相當(dāng)于串行接收的開關(guān)；若REN0，則禁，則禁止接收。止接收。 在串行通信接收控制過(guò)程中，如果滿足在串行通信接收控制過(guò)程中，如果滿足RI0和和REN1（允許接收）（允許接收）的條件，就允許接收，一幀數(shù)據(jù)就裝載入接收的條件，就允許接收，一幀數(shù)據(jù)就裝載入接收SBUF中。中。TB8（SCON.3）發(fā)送數(shù)據(jù)的第發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位（位（D8）裝入）裝入TB8中。在方式中。在方式2或方式或方式3中，根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)的需要由軟件置位或復(fù)位。在許多通信協(xié)中，根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)的需要由軟件置位或復(fù)位。在

32、許多通信協(xié)議中可用作奇偶校驗(yàn)位，也可在多機(jī)通信中作為發(fā)送地址幀或數(shù)據(jù)幀議中可用作奇偶校驗(yàn)位，也可在多機(jī)通信中作為發(fā)送地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。對(duì)于后者，的標(biāo)志位。對(duì)于后者，TB81，說(shuō)明該幀數(shù)據(jù)為地址；，說(shuō)明該幀數(shù)據(jù)為地址；TB80，說(shuō)，說(shuō)明該幀數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)字節(jié)。在方式明該幀數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)字節(jié)。在方式0或方式或方式1中，該為未用。中，該為未用。返回RB8（SCON.2）接收數(shù)據(jù)的第接收數(shù)據(jù)的第9位。在方式位。在方式2或方式或方式3中，接收到中，接收到的第的第9位數(shù)據(jù)放在位數(shù)據(jù)放在RB8位。它或是約定的奇位。它或是約定的奇/偶校驗(yàn)位，或是約定的地偶校驗(yàn)位，或是約定的地址址/數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位。在方式數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位。

33、在方式2和方式和方式3多機(jī)通信中，若多機(jī)通信中，若SM21，如果，如果RB81，說(shuō)明收到的數(shù)據(jù)為地址幀。，說(shuō)明收到的數(shù)據(jù)為地址幀。 在方式在方式1中，若中，若SM20（即不是多機(jī)通信情況），（即不是多機(jī)通信情況），RB8中存放的是已中存放的是已接收到的停止位。在方式接收到的停止位。在方式0中，該位未用。中，該位未用。TI（SCON.1）發(fā)送中斷標(biāo)志。在一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完時(shí)被置位。在發(fā)送中斷標(biāo)志。在一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完時(shí)被置位。在方式方式0串行發(fā)送第串行發(fā)送第8位結(jié)束或其他方式串行發(fā)送到停止位的開始時(shí)由硬位結(jié)束或其他方式串行發(fā)送到停止位的開始時(shí)由硬件置位，可用軟件查詢。它同時(shí)也申請(qǐng)中斷，件置位，可用軟件查

34、詢。它同時(shí)也申請(qǐng)中斷，TI置位意味著向置位意味著向CPU提提供供“發(fā)送緩沖器發(fā)送緩沖器SBUF已空已空”的信息，的信息，CPU可以準(zhǔn)備發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。可以準(zhǔn)備發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。串行口發(fā)送中斷被響應(yīng)后，串行口發(fā)送中斷被響應(yīng)后，TI不會(huì)自動(dòng)清不會(huì)自動(dòng)清0，必須由軟件清，必須由軟件清0。返回RI（SCON.0）接收中斷標(biāo)志。在節(jié)收到一幀有效數(shù)據(jù)后由硬件接收中斷標(biāo)志。在節(jié)收到一幀有效數(shù)據(jù)后由硬件置位。在方式置位。在方式0中，第中，第8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)接收接收結(jié)束時(shí)，由硬件置位；在其他三種結(jié)束時(shí)，由硬件置位；在其他三種方式中，當(dāng)接收到停止位中間時(shí)由硬件置位。方式中，當(dāng)接收到停止位中間時(shí)由硬件置位。RI1，申請(qǐng)

35、中斷，表，申請(qǐng)中斷，表示一幀數(shù)據(jù)接收結(jié)束，并已裝入接收示一幀數(shù)據(jù)接收結(jié)束，并已裝入接收SBUF中，要求中，要求CPU取走數(shù)據(jù)。取走數(shù)據(jù)。CPU響應(yīng)中斷，取走數(shù)據(jù)。響應(yīng)中斷，取走數(shù)據(jù)。RI也必須由軟件清也必須由軟件清0，清除中斷申請(qǐng)，并，清除中斷申請(qǐng)，并準(zhǔn)備接收下一幀數(shù)據(jù)。準(zhǔn)備接收下一幀數(shù)據(jù)。串行發(fā)送中斷標(biāo)志串行發(fā)送中斷標(biāo)志TI和接收中斷標(biāo)志和接收中斷標(biāo)志RI是同一個(gè)中斷源，是同一個(gè)中斷源，CPU事先不事先不知道是發(fā)送中斷知道是發(fā)送中斷TI還是接收中斷還是接收中斷RI產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求，所以，在全雙工產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求，所以，在全雙工通信時(shí)，必須由軟件來(lái)判別。通信時(shí)，必須由軟件來(lái)判別。 復(fù)位時(shí)，復(fù)位時(shí)，

36、SCON所有位均清所有位均清0。返回（2）PCON（87H） 電源控制寄存器電源控制寄存器PCON中只有中只有SMOD位與串行口工作有關(guān)，位與串行口工作有關(guān)，如圖如圖7-9所示。所示。圖圖7-9 電源控制寄存器電源控制寄存器PCON返回 SMOD（PCON.7）波特率倍增位。波特率倍增位。 在串行口方式在串行口方式1、方式、方式2和方式和方式3時(shí)，波特率和時(shí)，波特率和SMOD成正成正比，亦即當(dāng)比，亦即當(dāng)SMOD1時(shí)，波特率提高一倍。時(shí)，波特率提高一倍。 復(fù)位時(shí)，復(fù)位時(shí)，SMOD0。返回 根據(jù)實(shí)際需要，根據(jù)實(shí)際需要，89C51串行口可設(shè)置串行口可設(shè)置4種工作方式，可有種工作方式，可有8位、位、1

37、0位或位或11位幀格式。位幀格式。 方式方式0以以8位數(shù)據(jù)為一幀，不設(shè)起始位和停止位，先發(fā)送或位數(shù)據(jù)為一幀，不設(shè)起始位和停止位，先發(fā)送或接收最低位。其幀格式如下：接收最低位。其幀格式如下：返回 方式方式1以以10位為一幀傳輸，設(shè)有位為一幀傳輸，設(shè)有1個(gè)起始位（個(gè)起始位（0），），8個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)位和據(jù)位和1個(gè)停止位（個(gè)停止位（1）。其幀格式為：）。其幀格式為：返回 方式方式2和方式和方式3以以11位為位為1幀傳輸，設(shè)有幀傳輸，設(shè)有1個(gè)起始位（個(gè)起始位（0），），8個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)位，1個(gè)附加第個(gè)附加第9位和位和1個(gè)停止位（個(gè)停止位（1）。其幀格式為）。其幀格式為： 附加第附加第9位（位（D8）由軟

38、件置）由軟件置1或清或清0。發(fā)送時(shí)在。發(fā)送時(shí)在TB8中，接收時(shí)中，接收時(shí)送送RB8中。中。返回（1）串行口方式）串行口方式0 方式方式0為同步移位寄存器輸入為同步移位寄存器輸入/輸出方式，常用于輸出方式，常用于擴(kuò)展擴(kuò)展I/O口?？?。 串行數(shù)據(jù)通過(guò)串行數(shù)據(jù)通過(guò)RXD輸入或輸出，而輸入或輸出，而TXD用于輸出用于輸出移位時(shí)鐘，作為外接部件的同步信號(hào)。移位時(shí)鐘，作為外接部件的同步信號(hào)。圖圖7-10（a）為發(fā)送電路，為發(fā)送電路，圖圖7-11（a）為接收電為接收電路。路。 這種方式不適用于兩個(gè)這種方式不適用于兩個(gè)89C51之間的直接數(shù)據(jù)通之間的直接數(shù)據(jù)通信，但可以通過(guò)外接移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的信，但可

39、以通過(guò)外接移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的接口擴(kuò)展。接口擴(kuò)展。返回圖圖7-10 方式方式0發(fā)送電路及時(shí)序發(fā)送電路及時(shí)序返回圖圖7-11 方式方式0接收電路及時(shí)序接收電路及時(shí)序返回例如，例如，74LS164可用于擴(kuò)展并行輸出口，可用于擴(kuò)展并行輸出口，74LS165可用于擴(kuò)展輸入口?？捎糜跀U(kuò)展輸入口。 在這種方式下，收在這種方式下，收/發(fā)的數(shù)據(jù)為發(fā)的數(shù)據(jù)為8位，低位在位，低位在前，無(wú)起始位、奇偶校驗(yàn)位及停止位，波前，無(wú)起始位、奇偶校驗(yàn)位及停止位，波特率是固定的。特率是固定的。返回發(fā)送過(guò)程中，當(dāng)執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器發(fā)送過(guò)程中，當(dāng)執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF（99H）的指）的指令時(shí)，串行口把令

40、時(shí)，串行口把SBUF中中8位數(shù)據(jù)以位數(shù)據(jù)以fosc/12的波特率從的波特率從RXD（P3.0）端輸出，發(fā)送完畢置中斷標(biāo)志端輸出，發(fā)送完畢置中斷標(biāo)志TI=1。方式。方式0發(fā)送時(shí)序如發(fā)送時(shí)序如圖圖7-10（b）所所示。寫示。寫SBUF指令在指令在S6P1處產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，在下一個(gè)機(jī)器周期的處產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，在下一個(gè)機(jī)器周期的S6P2處數(shù)據(jù)的最低位輸出到處數(shù)據(jù)的最低位輸出到RXD（P3.0）腳上；再在下一個(gè)機(jī)器周）腳上；再在下一個(gè)機(jī)器周期的期的S3，S4，S5輸出移位時(shí)鐘為低電平，而在輸出移位時(shí)鐘為低電平，而在S6級(jí)下一個(gè)機(jī)器周期級(jí)下一個(gè)機(jī)器周期的的S1，S2為高電平，就這樣講為高電平，就這樣講8位

41、數(shù)據(jù)由低位至高位一位一位順序通位數(shù)據(jù)由低位至高位一位一位順序通過(guò)過(guò)RXD線輸出，并在線輸出，并在TXD腳上輸出腳上輸出fosc/12的移位時(shí)鐘，在的移位時(shí)鐘，在“寫寫SBUF”有效后的第有效后的第10個(gè)機(jī)器周期的個(gè)機(jī)器周期的S1P1將發(fā)送中斷標(biāo)志將發(fā)送中斷標(biāo)志TI置位。圖置位。圖中，中，74LS164是是TTL“串入并出串入并出”移位寄存器。移位寄存器。返回 接收時(shí)，用軟件置接收時(shí)，用軟件置REN=1（同時(shí)，（同時(shí)，RI=0），即開始接收。接收時(shí)序），即開始接收。接收時(shí)序如圖如圖7-11（b）所示。當(dāng)使所示。當(dāng)使SCON中的中的REN=1(RI=0)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)正時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，在下一個(gè)機(jī)

42、器周期的脈沖，在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1S5P2，從，從TXD(P3.1)腳上輸出低電腳上輸出低電平的移位時(shí)鐘，在此機(jī)器周期的平的移位時(shí)鐘，在此機(jī)器周期的S5P2對(duì)對(duì)P3.0腳采樣，并在本機(jī)器周腳采樣，并在本機(jī)器周期的期的S6P2通過(guò)串行口內(nèi)的輸入移位寄存器將采樣值移位接收；在同通過(guò)串行口內(nèi)的輸入移位寄存器將采樣值移位接收；在同一個(gè)機(jī)器的一個(gè)機(jī)器的S6P1到下一個(gè)機(jī)器周期的到下一個(gè)機(jī)器周期的S2P2，輸出移位時(shí)鐘為高電平。，輸出移位時(shí)鐘為高電平。于是，講述句字節(jié)從地位至高位一位一位地接收下來(lái)病狀如于是，講述句字節(jié)從地位至高位一位一位地接收下來(lái)病狀如SBUF中，中，在啟動(dòng)接收過(guò)程（即寫在啟動(dòng)接收

43、過(guò)程（即寫SCON，清，清RI位）將位）將SCON中的中的RI清清0之后的之后的第第10個(gè)機(jī)器周期的個(gè)機(jī)器周期的S1P1，RI被置位。這一幀數(shù)據(jù)接收完畢，可進(jìn)行被置位。這一幀數(shù)據(jù)接收完畢，可進(jìn)行下一幀接收。圖下一幀接收。圖7-11（b）中，）中，74LS165是是TTL“并入串出并入串出”移位寄存移位寄存器，器，QH端為端為74LS165的串行輸出端，經(jīng)的串行輸出端，經(jīng)P3.0輸入至輸入至89C51。返回（2）串行口方式）串行口方式1 方式方式1真正用于串行發(fā)送或接收，為真正用于串行發(fā)送或接收，為10位通用異步接口。位通用異步接口。TXD與與RXD分別用于發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。分別用于發(fā)送與接收數(shù)據(jù)

44、。 收發(fā)一幀數(shù)據(jù)的格式為收發(fā)一幀數(shù)據(jù)的格式為1位起始位、位起始位、8位數(shù)據(jù)位（低位在前）、位數(shù)據(jù)位（低位在前）、1位停止位，共位停止位，共10位。位。 在接收時(shí)，停止位進(jìn)入在接收時(shí)，停止位進(jìn)入SCON的的RB8，此方式的傳送波特率可調(diào)。，此方式的傳送波特率可調(diào)。 串行口方式串行口方式1的發(fā)送和接收時(shí)序如的發(fā)送和接收時(shí)序如圖圖7-12（a）和（）和（b）所示所示返回圖圖7-12 方式方式1發(fā)送和接收時(shí)序發(fā)送和接收時(shí)序返回方式方式1發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)從引腳發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)從引腳TXD（P3.1）端輸出。當(dāng)執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入發(fā)）端輸出。當(dāng)執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器送緩沖器SBUF的命令時(shí)，就啟動(dòng)了發(fā)送器開始發(fā)送。發(fā)送時(shí)

45、的定時(shí)的命令時(shí)，就啟動(dòng)了發(fā)送器開始發(fā)送。發(fā)送時(shí)的定時(shí)信號(hào)，也就是發(fā)送移位時(shí)鐘（信號(hào)，也就是發(fā)送移位時(shí)鐘（TX時(shí)鐘），是由定時(shí)器時(shí)鐘），是由定時(shí)器T1(見(jiàn)圖見(jiàn)圖7-7)送送來(lái)的溢出信號(hào)經(jīng)過(guò)來(lái)的溢出信號(hào)經(jīng)過(guò)16分頻或分頻或32分頻（取決于分頻（取決于SMOD的值）而得到的，的值）而得到的，TX時(shí)鐘就是發(fā)送波特率?？梢?jiàn)，方式時(shí)鐘就是發(fā)送波特率。可見(jiàn)，方式1的波特率是可變的。發(fā)送開始的波特率是可變的。發(fā)送開始的同時(shí)，的同時(shí)，SEND變?yōu)橛行?，將起始位向變?yōu)橛行В瑢⑵鹗嘉幌騎XD輸出；此后每經(jīng)過(guò)一個(gè)輸出；此后每經(jīng)過(guò)一個(gè)TX時(shí)鐘周期（時(shí)鐘周期（16分頻計(jì)數(shù)器溢出一次為一個(gè)時(shí)鐘周期分頻計(jì)數(shù)器溢出一次為一個(gè)時(shí)

46、鐘周期,因此因此,TX時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率由波特率決定。）產(chǎn)生一個(gè)移位脈沖，并由由波特率決定。）產(chǎn)生一個(gè)移位脈沖，并由TXD輸出一個(gè)數(shù)據(jù)位；輸出一個(gè)數(shù)據(jù)位；8位數(shù)據(jù)位全部發(fā)送完后，置為位位數(shù)據(jù)位全部發(fā)送完后，置為位TI，并申請(qǐng)中斷置，并申請(qǐng)中斷置TXD為為1作為停止作為停止位，再經(jīng)一個(gè)時(shí)鐘周期，位，再經(jīng)一個(gè)時(shí)鐘周期，SEND失效。失效。返回 方式方式1接收時(shí)，數(shù)據(jù)從引腳接收時(shí)，數(shù)據(jù)從引腳RXD(P3.0)端輸入。接收是在端輸入。接收是在SCON寄存寄存器中器中REN位置位置1的前提下，并檢測(cè)到起始位（的前提下，并檢測(cè)到起始位（RXD上檢測(cè)到上檢測(cè)到10的跳的跳變，即起始位）而開始的。接收時(shí)，定時(shí)信

47、號(hào)有兩種（如圖變，即起始位）而開始的。接收時(shí)，定時(shí)信號(hào)有兩種（如圖7-12(b)所示）：一種是接收移位時(shí)鐘（所示）：一種是接收移位時(shí)鐘（RX時(shí)鐘），它的頻率和傳送波特率時(shí)鐘），它的頻率和傳送波特率相同，也是由定時(shí)器相同，也是由定時(shí)器T1的溢出信號(hào)經(jīng)過(guò)的溢出信號(hào)經(jīng)過(guò)16或或32分頻而得到的；另一分頻而得到的；另一種是位檢測(cè)器采樣脈沖，它的頻率是種是位檢測(cè)器采樣脈沖，它的頻率是RX時(shí)鐘的時(shí)鐘的16倍，亦即在一位數(shù)倍，亦即在一位數(shù)據(jù)期間有據(jù)期間有16位檢測(cè)器采樣脈沖，為完成檢測(cè)，以位檢測(cè)器采樣脈沖，為完成檢測(cè)，以16倍于波特率的速倍于波特率的速率對(duì)率對(duì)RXD進(jìn)行采樣。進(jìn)行采樣。返回 為了接受準(zhǔn)確無(wú)誤

48、，在正式接受數(shù)據(jù)之前，還必須判定這為了接受準(zhǔn)確無(wú)誤，在正式接受數(shù)據(jù)之前，還必須判定這個(gè)個(gè)10跳變是否是干擾引起的。為此，在這位中間（即一跳變是否是干擾引起的。為此，在這位中間（即一位時(shí)間分成位時(shí)間分成16等份，在第等份，在第7，第，第8及第及第9等份）連續(xù)對(duì)等份）連續(xù)對(duì)RXD采樣三次，取其中兩次相同的值進(jìn)行判斷。這樣能較好地采樣三次，取其中兩次相同的值進(jìn)行判斷。這樣能較好地消除干擾的影響。當(dāng)確認(rèn)是真正的起始位（消除干擾的影響。當(dāng)確認(rèn)是真正的起始位（0）后，就開）后，就開始接受一幀數(shù)據(jù)。當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接受完畢后，必須同時(shí)滿足始接受一幀數(shù)據(jù)。當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接受完畢后，必須同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件，這次接受才真

49、正有效。以下兩個(gè)條件，這次接受才真正有效。返回RI=0，即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時(shí)，即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時(shí)，RI=1發(fā)出的中斷請(qǐng)求已被響應(yīng)，發(fā)出的中斷請(qǐng)求已被響應(yīng)，SBUF中數(shù)據(jù)已被取走。由軟件使中數(shù)據(jù)已被取走。由軟件使RI=0，以便提供，以便提供“接收接收SBUF已空已空”的信息。的信息。SM2=0或收到的停止位為或收到的停止位為1（方式（方式1時(shí)，停止位進(jìn)入時(shí)，停止位進(jìn)入RB8），則將接收），則將接收到的數(shù)據(jù)裝入串行口的到的數(shù)據(jù)裝入串行口的SBUF和和RB8（RB8裝入停止位），并置位裝入停止位），并置位RI；如果不滿足，接收到的數(shù)據(jù)不能裝入如果不滿足，接收到的數(shù)據(jù)不能裝入SBUF，這意味著該

50、幀信息將會(huì)，這意味著該幀信息將會(huì)丟失。丟失。 值得注意的是，在整個(gè)接收過(guò)程中，保證值得注意的是，在整個(gè)接收過(guò)程中，保證REN=1是一個(gè)先決條件。是一個(gè)先決條件。只有當(dāng)只有當(dāng)REN=1時(shí)，才能對(duì)時(shí)，才能對(duì)RXD進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)行檢測(cè)。返回（3）串行口方式）串行口方式2和方式和方式3 串行口工作在方式串行口工作在方式2和方式和方式3均為每幀均為每幀11位異步通信格式，由位異步通信格式，由TXD和和RXD發(fā)送與接收（兩種方式操作是完全一樣的，所不同的只是波特發(fā)送與接收（兩種方式操作是完全一樣的，所不同的只是波特率）。率）。每幀每幀11位，即位，即1位起始位，位起始位，8位數(shù)據(jù)位（低位在前），位數(shù)據(jù)位（低

51、位在前），1位可編程的第位可編程的第9數(shù)據(jù)位和數(shù)據(jù)位和1位停止位。發(fā)送時(shí)，第位停止位。發(fā)送時(shí)，第9數(shù)據(jù)位（數(shù)據(jù)位（TB8）可以設(shè)置為）可以設(shè)置為1或或0，也可將奇偶位裝入也可將奇偶位裝入TB8，從而進(jìn)行奇偶校驗(yàn)；接收時(shí)，第，從而進(jìn)行奇偶校驗(yàn)；接收時(shí)，第9數(shù)據(jù)位進(jìn)數(shù)據(jù)位進(jìn)入入SCON的的RB8。方式方式2和方式和方式3的發(fā)送、接收時(shí)序如的發(fā)送、接收時(shí)序如圖圖7-13所示。其操作與方式所示。其操作與方式1類似。類似。返回圖圖7-13 方式方式2、方式、方式3發(fā)送和接收時(shí)序發(fā)送和接收時(shí)序返回發(fā)送前，先根據(jù)通信協(xié)議由軟件設(shè)置發(fā)送前，先根據(jù)通信協(xié)議由軟件設(shè)置TB8（如作奇偶校驗(yàn)位或地址（如作奇偶校驗(yàn)位或

52、地址/數(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)志位），然后將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入據(jù)標(biāo)志位），然后將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入SBUF，即可啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程。，即可啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程。串行口能自動(dòng)把串行口能自動(dòng)把TB8取出，并裝入到第取出，并裝入到第9位數(shù)據(jù)位的位置，再逐一發(fā)位數(shù)據(jù)位的位置，再逐一發(fā)送出去。發(fā)送完畢，使送出去。發(fā)送完畢，使TI=1。 接收時(shí)，使接收時(shí)，使SCON中的中的REN=1，允許接收。當(dāng)檢測(cè)到，允許接收。當(dāng)檢測(cè)到RXD(P3.0)端端有有10的跳變（起始位）時(shí)，開始接收的跳變（起始位）時(shí)，開始接收9位數(shù)據(jù)，送入移位寄存器位數(shù)據(jù)，送入移位寄存器（9位）。當(dāng)滿足位）。當(dāng)滿足RI=0且且SM2=0，或接收到的第，或接收到的第9位數(shù)據(jù)為

53、位數(shù)據(jù)為1時(shí)，前時(shí)，前8位數(shù)據(jù)送入位數(shù)據(jù)送入SBUF，附加的第，附加的第9位數(shù)據(jù)送入位數(shù)據(jù)送入SCON中的中的RB8，置，置RI為為1；否則，這次接收無(wú)效，也不置位否則，這次接收無(wú)效，也不置位RI。返回 在串行通信中，收發(fā)雙方對(duì)發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)速率有一定的約定，在串行通信中，收發(fā)雙方對(duì)發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)速率有一定的約定，通過(guò)軟件對(duì)通過(guò)軟件對(duì)89C51串行口編程可約定四種工作方式。其中，方式串行口編程可約定四種工作方式。其中，方式0和和方式方式2的波特率是固定的；而方式的波特率是固定的；而方式1和方式和方式3的波特率是可變的，由定的波特率是可變的，由定時(shí)器時(shí)器T1的溢出率來(lái)決定。的溢出率來(lái)決定。

54、串行口的四種工作方式對(duì)應(yīng)著三種波特率。由于輸入的移位時(shí)鐘來(lái)串行口的四種工作方式對(duì)應(yīng)著三種波特率。由于輸入的移位時(shí)鐘來(lái)源不同，因此，各種方式的波特率計(jì)算公式也不同。源不同，因此，各種方式的波特率計(jì)算公式也不同。返回（1）方式）方式0的波特率的波特率 由由圖圖7-14可見(jiàn)，方式可見(jiàn)，方式0時(shí)，發(fā)送或接收一位數(shù)據(jù)的移位時(shí)鐘時(shí)，發(fā)送或接收一位數(shù)據(jù)的移位時(shí)鐘脈沖由脈沖由S6（即第（即第6個(gè)狀態(tài)周期，第個(gè)狀態(tài)周期，第12個(gè)節(jié)拍）給出，即每個(gè)機(jī)個(gè)節(jié)拍）給出，即每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)移位時(shí)鐘，發(fā)送或接收一位數(shù)據(jù)。因此，波特器周期產(chǎn)生一個(gè)移位時(shí)鐘，發(fā)送或接收一位數(shù)據(jù)。因此，波特率固定為振蕩頻率的率固定為振蕩頻率的

55、1/12，并不受，并不受PCON寄存器中寄存器中SMOD位的位的影響。影響。圖圖7-14 串行口方式串行口方式0波特率的產(chǎn)生波特率的產(chǎn)生返回方式方式0波特率波特率 fosc / 12注意，符號(hào)注意，符號(hào)“ ”表示左面的表達(dá)式只是引擁右面表達(dá)式的數(shù)值，即表示左面的表達(dá)式只是引擁右面表達(dá)式的數(shù)值，即右面的表達(dá)式是提供了一種計(jì)算的方法。右面的表達(dá)式是提供了一種計(jì)算的方法。返回（2）方式）方式2的波特率的波特率 串行口方式串行口方式2波特率的產(chǎn)生與方式波特率的產(chǎn)生與方式0不同，即輸入的時(shí)鐘源不同，其時(shí)不同，即輸入的時(shí)鐘源不同，其時(shí)鐘輸入部分入鐘輸入部分入圖圖7-15所示。所示?？刂平邮张c發(fā)送的移位時(shí)鐘

56、由振蕩頻率控制接收與發(fā)送的移位時(shí)鐘由振蕩頻率fosc的第二節(jié)拍的第二節(jié)拍P2時(shí)鐘（即時(shí)鐘（即fosc/2）給出，所以，方式）給出，所以，方式2波特率取決于波特率取決于PCON中中SMOD位的值：位的值：SMOD=0時(shí)，波特率為時(shí)，波特率為fosc的的1/64；SMOD=1時(shí)，波特率為時(shí)，波特率為fosc的的1/32。 即方式即方式2波特率波特率 2SMOD/64fosc圖圖7-15 串行口方式串行口方式2波特率的產(chǎn)生波特率的產(chǎn)生返回（3）方式）方式1和方式和方式3的波特率的波特率方式方式1和方式和方式3的移位時(shí)鐘脈沖由定時(shí)器的移位時(shí)鐘脈沖由定時(shí)器T1的溢出率決定，如的溢出率決定，如圖圖7-16

57、所示。因所示。因此，此，89C51串行口方式串行口方式1和方式和方式3的波特率由定時(shí)器的波特率由定時(shí)器T1的溢出率與的溢出率與SMOD值同值同時(shí)決定。即時(shí)決定。即方式方式1、方式、方式3波特率波特率 T1溢出率溢出率/n圖圖7-16 串行口方式串行口方式1、方式、方式3波特率的產(chǎn)生波特率的產(chǎn)生返回 當(dāng)當(dāng)SMOD=0時(shí)，時(shí)，n=32；SMOD=1時(shí)，時(shí)，n=16。所以，可用下式確定方。所以，可用下式確定方式式1和方式和方式3的波特率：的波特率：方式方式1、方式、方式3波特率波特率 2SMOD/32(T1溢出速率溢出速率)其中，其中，T1溢出速率取決于溢出速率取決于T1的計(jì)數(shù)速率（計(jì)數(shù)速率的計(jì)數(shù)速

58、率（計(jì)數(shù)速率 fosc/12）和）和T1預(yù)置的處置。預(yù)置的處置。若定時(shí)器若定時(shí)器T1采用模式采用模式1時(shí)，波特率公式如下：時(shí)，波特率公式如下：串行方式串行方式1、方式、方式3波特率波特率 2SMOD/32(fosc/12)/(216-初值初值)返回表表7-2列出了串行口方式列出了串行口方式1、方式、方式3常用波特率及其初值。常用波特率及其初值。 定時(shí)器定時(shí)器T1用作波特率發(fā)生器時(shí)，通常選用定時(shí)器模式用作波特率發(fā)生器時(shí)，通常選用定時(shí)器模式2（自動(dòng)重裝初值定時(shí)器）比較實(shí)用。要設(shè)置定時(shí)器（自動(dòng)重裝初值定時(shí)器）比較實(shí)用。要設(shè)置定時(shí)器T1為定為定時(shí)方式（使時(shí)方式（使C/T=0），讓），讓T1計(jì)數(shù)內(nèi)部振蕩

59、脈沖，即計(jì)數(shù)速計(jì)數(shù)內(nèi)部振蕩脈沖，即計(jì)數(shù)速率為率為fosc/12（注意應(yīng)禁止（注意應(yīng)禁止T1中斷，以免溢出而產(chǎn)生不必中斷，以免溢出而產(chǎn)生不必要的中斷）。先設(shè)定要的中斷）。先設(shè)定TH1和和TL1定時(shí)即輸初值為定時(shí)即輸初值為X，那么，那么每過(guò)每過(guò)“28-X”個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器T1就會(huì)產(chǎn)生一次溢出。就會(huì)產(chǎn)生一次溢出。返回表7-2 常用波特率與其他參數(shù)選取關(guān)系返回 因此，因此，T1溢出速率為溢出速率為T1溢出速率溢出速率 (fosc/12)/(28-X)于是，可得出定時(shí)器于是，可得出定時(shí)器T1模式模式2的初始值的初始值X：返回 例例7-1：89C51單片機(jī)時(shí)鐘振蕩頻率為單片機(jī)時(shí)鐘振蕩頻

60、率為11.0592MHz，選用，選用定時(shí)器定時(shí)器T1工作模式工作模式2作為波特率發(fā)生器，波特率為作為波特率發(fā)生器，波特率為2400b/s，求初值。，求初值。 解：設(shè)置波特率控制為解：設(shè)置波特率控制為(SMOD)=0 所以，所以，(TH1)=(TL1)=F4H。返回 系統(tǒng)晶體振蕩頻率選為系統(tǒng)晶體振蕩頻率選為11.0592MHz就是為了使初值為整就是為了使初值為整數(shù)，從而產(chǎn)生精確的波特率。數(shù)，從而產(chǎn)生精確的波特率。 如果串行通信選用很低的波特率，可將定時(shí)器如果串行通信選用很低的波特率，可將定時(shí)器T1置于置于模式模式0或模式或模式1，即，即13位或位或16位定時(shí)方式；但在這種情況位定時(shí)方式；但在這種