89C51串行口及串行通信技術(shù)課件

第七章89C51串行口及串行通信技術(shù)

本書前幾章涉及的數(shù)據(jù)傳送都是采用并行方式，如8051與存儲器，存儲器與存儲器，8051與并行打印機(jī)之間的通信。89C51處理8位數(shù)據(jù)，若以并行傳送方式一次傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，至少需要8條數(shù)據(jù)線。當(dāng)89C51與打印機(jī)連接時(shí)，除8條數(shù)據(jù)線外，還需要狀態(tài)、應(yīng)答等控制線。一些微機(jī)系統(tǒng)，如IBM-PC系列機(jī)，由于磁盤機(jī)、CRT、打印機(jī)與主機(jī)系統(tǒng)的距離有限，所以，使用多條電纜線以提高數(shù)據(jù)傳送速度還是合算的。但是，計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與其終端之間的距離有時(shí)非常遠(yuǎn)，此時(shí)，電纜線過多是不經(jīng)濟(jì)的10/7/20231第七章89C51串行口及串行通信技術(shù)本書前幾章涉及的數(shù)第七章89C51串行口及串行通信技術(shù)串行通信只用一位數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)的位信號，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，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（稱為可編程串行通信控制器），使用很方便。10/7/20232第七章89C51串行口及串行通信技術(shù)串行通信只用一位數(shù)據(jù)第七章89C51串行口及串行通信技術(shù)本章將介紹89C51串行口的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用，PC機(jī)與89C51間的雙機(jī)通信，一臺PC機(jī)控制多臺89C51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，包括接口電路、程序框圖、主程序和接收/發(fā)送子程序。10/7/20233第七章89C51串行口及串行通信技術(shù)本章將介紹89C51第七章89C51串行口及串行通信技術(shù)7.1串行通信基本知識7.2串行口及應(yīng)用7.3RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口總線及串行通信硬件設(shè)計(jì)7.489C51與89C51點(diǎn)對點(diǎn)異步通信7.589C51與PC機(jī)間通信軟件的設(shè)計(jì)7.6PC機(jī)與多個(gè)單片機(jī)間的通信7.7思考題與習(xí)題返回10/7/20234第七章89C51串行口及串行通信技術(shù)7.1串行通信基7.1串行通信基本知識7.1.1數(shù)據(jù)通信7.1.2串行通信的傳輸方式7.1.3異步通信和同步通信7.1.4串行通信的過程及通信協(xié)議返回10/7/202357.1串行通信基本知識7.1.1數(shù)據(jù)通信返回10/67.1.1數(shù)據(jù)通信在實(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)行信息交換，一臺計(jì)算機(jī)與其他計(jì)算機(jī)之間也往往要交換信息，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。通常根據(jù)信息傳送的距離決定采用哪種通信方式。例如，在IBM-PC機(jī)與外部設(shè)備（如打印機(jī)等）通信時(shí)，如果距離小于30m，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。89C51單片機(jī)具有并行和串行二種基本通信方式。返回10/7/202367.1.1數(shù)據(jù)通信在實(shí)際工作中，計(jì)算機(jī)的CPU與外部設(shè)備之間7.1.1數(shù)據(jù)通信并行通信是指數(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。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。例如，89C51單片機(jī)與打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送就屬于并行通信。圖7-1（a）所示為89C51與外設(shè)間8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)就不太合適了。返回10/7/202377.1.1數(shù)據(jù)通信并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時(shí)進(jìn)行傳送（發(fā)送或7.1.1數(shù)據(jù)通信串行通信指數(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)距離通信；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T，那么串行傳送的時(shí)間至少為NT,實(shí)際上總是大于NT的。圖7-1（b）所示為串行通信方式的連接方法。返回10/7/202387.1.1數(shù)據(jù)通信串行通信指數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的通信方圖7-1數(shù)據(jù)通信方式返回10/7/20239圖7-1數(shù)據(jù)通信方式返回10/6/202397.1.2串行通信的傳輸方式串行通信的傳送方向通常有三種：單向（或單工）配置，只允許數(shù)據(jù)向一個(gè)方向傳送；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；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。圖7-2所示為串行通信中的數(shù)據(jù)傳送方式。返回10/7/2023107.1.2串行通信的傳輸方式串行通信的傳送方向通常有三種：返圖7-2串行通信中的數(shù)據(jù)傳送方式返回10/7/202311圖7-2串行通信中的數(shù)據(jù)傳送方式返回10/6/2023117.1.3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7-3所示返回10/7/2023127.1.3異步通信和同步通信串行通信有兩種基本通信方式，即異圖7-3異步通信數(shù)據(jù)格式返回10/7/202313圖7-3異步通信數(shù)據(jù)格式返回10/6/2023131、異步通信在幀格式中，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（0），然后是5位--8位數(shù)據(jù)（規(guī)定低位在前，高位在后），接下來是奇偶校驗(yàn)位（可省略），最后是停止位（1）。返回10/7/2023141、異步通信在幀格式中，一個(gè)字符由四個(gè)部分組成：起始位、數(shù)據(jù)1、異步通信

起始位（0）信號只占用一位，用來通知接收設(shè)備一個(gè)待接收的字符開始到達(dá)。線路上在不傳送字符時(shí)應(yīng)保持為1。接收端不斷檢測線路的狀態(tài)，若連續(xù)為1以后又測到一個(gè)0，就知道發(fā)來一個(gè)新字符，應(yīng)馬上準(zhǔn)備接收。字符的起始位還被用作同步接收端的時(shí)鐘，以保證以后的接收能正確進(jìn)行。起始位后面緊接著是數(shù)據(jù)位，它可以是5位（D0--D4）、6位、7位或8位（D0--D7）。奇偶校驗(yàn)（D8）只占一位，但在字符中也可以規(guī)定不用奇偶校驗(yàn)位，則這一位就可省去。也可用這一位（1/0）來確定這一幀中的字符所代表信息的性質(zhì)（地址/數(shù)據(jù)等）。停止位用來表征字符的結(jié)束，它一定是高電位（邏輯1）。停止位可以是1位、1.5位或2位。接收端收到停止位后，知道上一字符已傳送完畢，同時(shí)，也為接收下一個(gè)字符做好準(zhǔn)備--只要再接收到0，就是新的字符的起始位。若停止位以后不是緊接著傳送下一個(gè)字符，則使線路電平保持為高電平（邏輯1）。返回10/7/2023151、異步通信起始位（0）信號只占用一位，用來通知接收設(shè)備一圖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)字符的停止位和下一個(gè)字符的起始位是緊鄰的；圖7-3（b）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)。存在空閑位正是異步通信的特征之一。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、一個(gè)停止位，則一幀共十位。1、異步通信返回10/7/2023161、異步通信返回10/6/2023162、同步通信

同步通信中，在數(shù)據(jù)開始傳送前用同步字符來指示（常約定1個(gè)--2個(gè)），并由時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端同步，即檢測到規(guī)定的同步字符后，下面就連續(xù)按順序傳送數(shù)據(jù)，直到通信告一段落。同步傳送時(shí)，字符與字符之間沒有間隙，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SYNC來指示，其數(shù)據(jù)格式如圖7-4所示。返回10/7/2023172、同步通信同步通信中，在數(shù)據(jù)開始傳送前用同步字符來指示（圖7-4異步通信數(shù)據(jù)格式返回10/7/202318圖7-4異步通信數(shù)據(jù)格式返回10/6/2023182、同步通信

同步字符的插入可以是單同步字符方式或雙同步字符方式，如圖7-4所示，然后是連續(xù)的數(shù)據(jù)塊。同步字符可以由用戶約定，當(dāng)然也可以采用ASCII碼中規(guī)定的SYNC代碼，即16H。按同步方式通信時(shí)，先發(fā)送同步字符，接收方檢測到同步字符后，即準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。

在同步傳送時(shí)，要求用時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端與接收端之間的同步。為了保證接收正確無誤，發(fā)送方除了傳送數(shù)據(jù)外，還要同時(shí)傳送時(shí)鐘信號。同步傳送可以提高傳輸速率（達(dá)56kb/s或更高），但硬件比較復(fù)雜。返回10/7/2023192、同步通信同步字符的插入可以是單同步字符方式或雙同步字符3、波特率（Baudrate）波特率，即數(shù)據(jù)傳送速率，表示每秒鐘傳送二進(jìn)制代碼的位數(shù)，它的單位是b/s。波特率對于CPU與外界的通信是很重要的。假設(shè)數(shù)據(jù)傳送速率是120字符/s，而每個(gè)字符格式包含1個(gè)代碼位（1個(gè)起始位、1個(gè)終止位、8個(gè)數(shù)據(jù)位）。這時(shí)，傳送的波特率為：

10b／字符×120字符／s＝1200b／s返回10/7/2023203、波特率（Baudrate）波特率，即數(shù)據(jù)傳送速率，表示3、波特率（Baudrate）每一位代碼的傳送時(shí)間Td為波特率的倒數(shù)。

Td＝1b／（1200bs-1）＝0.833ms異步通信的傳送速率在50b/s--19200b/s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)以及無線電通信的數(shù)據(jù)發(fā)送等。返回10/7/2023213、波特率（Baudrate）每一位代碼的傳送時(shí)間Td為波7.1.4串行通信的過程及通信協(xié)議1、串←→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)通信必須解決兩個(gè)問題：

一是串←→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；

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)據(jù)在接收端被正確讀出。返回10/7/2023227.1.4串行通信的過程及通信協(xié)議1、串←→并轉(zhuǎn)換與設(shè)備同步1、串←→并轉(zhuǎn)換與設(shè)備同步（1）串←→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)換成串行數(shù)據(jù)，將其通過一根通信線傳送；并將接收的串行數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)中。返回10/7/2023231、串←→并轉(zhuǎn)換與設(shè)備同步（1）串←→并轉(zhuǎn)換返回10/6/21、串←→并轉(zhuǎn)換與設(shè)備同步在計(jì)算機(jī)串行發(fā)送數(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，將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)。如圖7-5所示。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，來自通信線路的串行數(shù)據(jù)被壓入移位寄存器，滿8位后并行送到計(jì)算機(jī)內(nèi)部。如圖7-6所示。在串行通信控制電路中，串--并、并--串轉(zhuǎn)換邏輯被集成在串行異步通信控制器芯片中。89C51單片機(jī)的串行口和IBM-PC相同。返回10/7/2023241、串←→并轉(zhuǎn)換與設(shè)備同步在計(jì)算機(jī)串行發(fā)送數(shù)據(jù)之前，計(jì)算機(jī)內(nèi)圖7-5返回10/7/202325圖7-5返回10/6/202325圖7-6返回10/7/202326圖7-6返回10/6/202326（2）設(shè)備同步進(jìn)行串行通信的兩臺設(shè)備必須同步工作才能有效地檢測通信線路上的信號變化，從而采樣傳送數(shù)據(jù)脈沖。設(shè)備同步對通信雙方有兩個(gè)共同要求：一是通信雙方必須采用統(tǒng)一的編碼方法；二是通信雙方必須能產(chǎn)生相同的傳送速率。返回10/7/202327（2）設(shè)備同步進(jìn)行串行通信的兩臺設(shè)備必須同步工作才能有效地檢（2）設(shè)備同步采用統(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)送順序和位串長度，當(dāng)然還包括統(tǒng)一的邏輯電平規(guī)定，即電平信號高低與邏輯1和邏輯0的固定對應(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)出數(shù)據(jù)，接收設(shè)備才能正確檢測出與時(shí)鐘脈沖同步的數(shù)據(jù)信息。返回10/7/202328（2）設(shè)備同步采用統(tǒng)一的編碼方法確定了一個(gè)字符二進(jìn)制表示值的2、串行通信協(xié)議

通信協(xié)議是對數(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。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。在此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。返回10/7/2023292、串行通信協(xié)議通信協(xié)議是對數(shù)據(jù)傳送方式的規(guī)定，包括數(shù)據(jù)格2、串行通信協(xié)議（1）起始位通信線上沒有數(shù)據(jù)被傳送時(shí)處于邏輯1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0信號，這個(gè)邏輯低電平就是起始位。起始位通過通信線傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測到這個(gè)邏輯低電平后，就開始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位信號。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。返回10/7/2023302、串行通信協(xié)議（1）起始位返回10/6/2023302、串行通信協(xié)議（2）數(shù)據(jù)位

當(dāng)接收設(shè)備收到起始位后，緊接著就會收到數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是5、6、7或8。IBM-PC中經(jīng)常采用7位或8位數(shù)據(jù)傳送，89C51串行口采用8位或9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。在字符數(shù)據(jù)傳送過程中，數(shù)據(jù)位從最低有效位開始發(fā)送，依次順序在接收設(shè)備中被轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。返回10/7/2023312、串行通信協(xié)議（2）數(shù)據(jù)位返回10/6/2023312、串行通信協(xié)議（3）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)用于有限差錯(cuò)檢測，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1的個(gè)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)必須是奇數(shù)。返回10/7/2023322、串行通信協(xié)議（3）奇偶校驗(yàn)位返回10/6/2023322、串行通信協(xié)議（4）停止位約定

在奇偶位或數(shù)據(jù)位（當(dāng)無奇偶校驗(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1位，1.5位或2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1狀態(tài)，直至下一個(gè)字符數(shù)據(jù)的起始位到來。返回10/7/2023332、串行通信協(xié)議（4）停止位約定返回10/6/2023332、串行通信協(xié)議（5）波特率設(shè)置

通信線上傳送的所有位信號都保持一致的信號持續(xù)時(shí)間，每一位的信號持續(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)制位來衡量的，這個(gè)速度叫波特率。如果數(shù)據(jù)以300個(gè)二進(jìn)制位每秒在通信線上傳送，那么傳送速度為300波特，通常記為300b/s。返回10/7/2023342、串行通信協(xié)議（5）波特率設(shè)置返回10/6/2023342、串行通信協(xié)議（6）掛鉤（握手）信號約定

（見本章7.4節(jié)實(shí)例）返回10/7/2023352、串行通信協(xié)議（6）掛鉤（握手）信號約定返回10/6/207.2串行口及應(yīng)用

89C51單片機(jī)除具有4個(gè)8位并行口外，還具有串行接口。此串行接口是一個(gè)全雙工串行通信接口，即能同時(shí)進(jìn)行串行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。它可以作UATR（通用異步接收和發(fā)送器）用，也可以作同步移位寄存器用。使用串行接口可以實(shí)現(xiàn)89C51單片機(jī)系統(tǒng)之間點(diǎn)對點(diǎn)的單機(jī)通信和89C51與系統(tǒng)機(jī)（如IBM-PC機(jī)等）的單機(jī)或多機(jī)通信。返回10/7/2023367.2串行口及應(yīng)用89C51單片機(jī)除具有4個(gè)8位并行口7.2串行口及應(yīng)用7.2.189C51串行口7.2.289C51串行口的工作方式及應(yīng)用返回10/7/2023377.2串行口及應(yīng)用7.2.189C51串行口返回107.2.189C51串行口1、結(jié)構(gòu)2、串行口控制字及控制寄存器3、串行通信工作方式4、波特率設(shè)計(jì)返回10/7/2023387.2.189C51串行口1、結(jié)構(gòu)返回10/6/201、結(jié)構(gòu)

89C51通過引腳RXD（P3.0，串行數(shù)據(jù)接收端）和引腳TXD（P3.1，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)簡化示意圖如圖7-7所示。圖中有兩個(gè)物理獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF，它們占用同一低值99H，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。89C51用定時(shí)器T1作為串行通信的波特率發(fā)生器，T1溢出率經(jīng)2分頻（或不分頻）后又經(jīng)16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。返回10/7/2023391、結(jié)構(gòu)89C51通過引腳RXD（P3.0，串行數(shù)據(jù)接圖7-7串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意簡圖返回10/7/202340圖7-7串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意簡圖返回10/6/2023401、結(jié)構(gòu)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，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SBUF的名義進(jìn)行讀或?qū)懙?。?dāng)向SBUF發(fā)“寫”命令時(shí)（執(zhí)行“MOVSBUF,A”指令），即是向發(fā)送緩沖器SBUF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)志位TI=1。在滿足串行口接收中斷標(biāo)志位RI（SCON.0）=0的條件下，置允許接收位REN（SCON.4）=1就會接收一幀數(shù)據(jù)進(jìn)入移位寄存器，并裝載到接收SBUF中，同時(shí)使RI=1。當(dāng)發(fā)讀SBUF命令時(shí)（執(zhí)行“MOVA,SBUF”命令），便由接收緩沖器（SBUF）取出信息通過89C51內(nèi)部總線送CPU。

對于發(fā)送緩沖器，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)CPU是主動的，不會產(chǎn)生重疊錯(cuò)誤，一般不需要用雙緩沖器結(jié)構(gòu)來保持最大傳送速率。返回10/7/2023411、結(jié)構(gòu)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2、串行口控制字及控制寄存器

89C51串行口是可編程接口，對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SCON（98H）和電源控制寄存器PCON（87H）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)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7-8所示。返回10/7/2023422、串行口控制字及控制寄存器89C51串行口是可編程圖7-8串行口控制寄存器SCON返回10/7/202343圖7-8串行口控制寄存器SCON返回10/6/202342、串行口控制字及控制寄存器①SM0和SM1（SCON.7，SCON.6）——串行口工作方式選擇位。兩個(gè)選擇位對應(yīng)4種通信方式，如表7-1所示。其中，fosc是振蕩頻率。返回10/7/2023442、串行口控制字及控制寄存器①SM0和SM1（SCON.7，2、串行口控制字及控制寄存器②SM2（SCON.5）——多機(jī)通信控制位，主要用于方式2和方式3。

若置SM2=1，則允許多機(jī)通信。當(dāng)一片89C51（主機(jī)）與多片89C51（從機(jī)）通信時(shí)，所有從機(jī)的SM2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，其中第9位為1，所有的從機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，將其中第9位裝入RB8中。各個(gè)從機(jī)根據(jù)收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8中）的值來決定從機(jī)可否再接收主機(jī)的信息。若（RB8）＝0，說明是數(shù)據(jù)幀，則使接收中斷標(biāo)志位RI＝0，信息丟失；若（RB8）＝1，說明是地址幀，數(shù)據(jù)裝入SBUF并置RI＝1，中斷所有從機(jī)，被尋址的目標(biāo)從機(jī)清除SM2以接收主機(jī)發(fā)來的一幀數(shù)據(jù)。其他從機(jī)仍然保持SM2＝1。若SM2=0,即不屬于多機(jī)通信情況,則接收一貞數(shù)據(jù)后,不管第九位數(shù)據(jù)是0還是1,都制RI=1,接收到的數(shù)據(jù)裝入SBUF。根據(jù)SM2這個(gè)功能,可實(shí)現(xiàn)多個(gè)89C51應(yīng)用系統(tǒng)的串行通信。在方式1時(shí),若SM2=1,則只有接收到有效停止位時(shí),RI才制1,以便接收下一貞數(shù)據(jù)。在方式0時(shí),SM2必須是0。返回10/7/2023452、串行口控制字及控制寄存器②SM2（SCON.5）——多機(jī)2、串行口控制字及控制寄存器③REN（SCON.4）——允許接收控制位。由軟件置1或清0，只有當(dāng)REN＝1時(shí)才允許接收，相當(dāng)于串行接收的開關(guān)；若REN＝0，則禁止接收。在串行通信接收控制過程中，如果滿足RI＝0和REN＝1（允許接收）的條件，就允許接收，一幀數(shù)據(jù)就裝載入接收SBUF中。④TB8（SCON.3）——發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位（D8）裝入TB8中。在方式2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)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。對于后者，TB8＝1，說明該幀數(shù)據(jù)為地址；TB8＝0，說明該幀數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)字節(jié)。在方式0或方式1中，該為未用。返回10/7/2023462、串行口控制字及控制寄存器③REN（SCON.4）——允許2、串行口控制字及控制寄存器⑤RB8（SCON.2）——接收數(shù)據(jù)的第9位。在方式2或方式3中，接收到的第9位數(shù)據(jù)放在RB8位。它或是約定的奇/偶校驗(yàn)位，或是約定的地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識位。在方式2和方式3多機(jī)通信中，若SM2＝1，如果RB8＝1，說明收到的數(shù)據(jù)為地址幀。在方式1中，若SM2＝0（即不是多機(jī)通信情況），RB8中存放的是已接收到的停止位。在方式0中，該位未用。⑥TI（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。在方式0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)由硬件置位，可用軟件查詢。它同時(shí)也申請中斷，TI置位意味著向CPU提供“發(fā)送緩沖器SBUF已空”的信息，CPU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，TI不會自動清0，必須由軟件清0。返回10/7/2023472、串行口控制字及控制寄存器⑤RB8（SCON.2）——接收2、串行口控制字及控制寄存器⑦RI（SCON.0）——接收中斷標(biāo)志。在節(jié)收到一幀有效數(shù)據(jù)后由硬件置位。在方式0中，第8位數(shù)據(jù)發(fā)送結(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。RI＝1，申請中斷，表示一幀數(shù)據(jù)接收結(jié)束，并已裝入接收SBUF中，要求CPU取走數(shù)據(jù)。CPU響應(yīng)中斷，取走數(shù)據(jù)。RI也必須由軟件清0，清除中斷申請，并準(zhǔn)備接收下一幀數(shù)據(jù)。串行發(fā)送中斷標(biāo)志TI和接收中斷標(biāo)志RI是同一個(gè)中斷源，CPU事先不知道是發(fā)送中斷TI還是接收中斷RI產(chǎn)生的中斷請求，所以，在全雙工通信時(shí)，必須由軟件來判別。復(fù)位時(shí)，SCON所有位均清0。返回10/7/2023482、串行口控制字及控制寄存器⑦RI（SCON.0）——接收中2、串行口控制字及控制寄存器（2）PCON（87H）

電源控制寄存器PCON中只有SMOD位與串行口工作有關(guān)，如圖7-9所示。圖7-9電源控制寄存器PCON返回10/7/2023492、串行口控制字及控制寄存器（2）PCON（87H）圖7-92、串行口控制字及控制寄存器

SMOD（PCON.7）——波特率倍增位。在串行口方式1、方式2和方式3時(shí)，波特率和SMOD成正比，亦即當(dāng)SMOD＝1時(shí)，波特率提高一倍。復(fù)位時(shí)，SMOD＝0。返回10/7/2023502、串行口控制字及控制寄存器SMOD（PCON.7）——波3、串行通信工作方式根據(jù)實(shí)際需要，89C51串行口可設(shè)置4種工作方式，可有8位、10位或11位幀格式。

方式0以8位數(shù)據(jù)為一幀，不設(shè)起始位和停止位，先發(fā)送或接收最低位。其幀格式如下：返回10/7/2023513、串行通信工作方式根據(jù)實(shí)際需要，89C51串3、串行通信工作方式方式1以10位為一幀傳輸，設(shè)有1個(gè)起始位（0），8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位（1）。其幀格式為：返回10/7/2023523、串行通信工作方式方式1以10位為一幀傳輸，設(shè)有1個(gè)起始位3、串行通信工作方式方式2和方式3以11位為1幀傳輸，設(shè)有1個(gè)起始位（0），8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)附加第9位和1個(gè)停止位（1）。其幀格式為：附加第9位（D8）由軟件置1或清0。發(fā)送時(shí)在TB8中，接收時(shí)送RB8中。返回10/7/2023533、串行通信工作方式方式2和方式3以11位為1幀傳輸，設(shè)有13、串行通信工作方式（1）串行口方式0方式0為同步移位寄存器輸入/輸出方式，常用于擴(kuò)展I/O口。串行數(shù)據(jù)通過RXD輸入或輸出，而TXD用于輸出移位時(shí)鐘，作為外接部件的同步信號。圖7-10（a）為發(fā)送電路，圖7-11（a）為接收電路。這種方式不適用于兩個(gè)89C51之間的直接數(shù)據(jù)通信，但可以通過外接移位寄存器來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的接口擴(kuò)展。返回10/7/2023543、串行通信工作方式（1）串行口方式0返回10/6/2023圖7-10方式0發(fā)送電路及時(shí)序返回10/7/202355圖7-10方式0發(fā)送電路及時(shí)序返回10/6/202355圖7-11方式0接收電路及時(shí)序返回10/7/202356圖7-11方式0接收電路及時(shí)序返回10/6/2023563、串行通信工作方式例如，74LS164可用于擴(kuò)展并行輸出口，74LS165可用于擴(kuò)展輸入口。在這種方式下，收/發(fā)的數(shù)據(jù)為8位，低位在前，無起始位、奇偶校驗(yàn)位及停止位，波特率是固定的。返回10/7/2023573、串行通信工作方式例如，74LS164可用于擴(kuò)展并行輸出口3、串行通信工作方式發(fā)送過程中，當(dāng)執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF（99H）的指令時(shí)，串行口把SBUF中8位數(shù)據(jù)以fosc/12的波特率從RXD（P3.0）端輸出，發(fā)送完畢置中斷標(biāo)志TI=1。方式0發(fā)送時(shí)序如圖7-10（b）所示。寫SBUF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S6P2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)器周期的S3，S4，S5輸出移位時(shí)鐘為低電平，而在S6級下一個(gè)機(jī)器周期的S1，S2為高電平，就這樣講8位數(shù)據(jù)由低位至高位一位一位順序通過RXD線輸出，并在TXD腳上輸出fosc/12的移位時(shí)鐘，在“寫SBUF”有效后的第10個(gè)機(jī)器周期的S1P1將發(fā)送中斷標(biāo)志TI置位。圖中，74LS164是TTL“串入并出”移位寄存器。返回10/7/2023583、串行通信工作方式發(fā)送過程中，當(dāng)執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖3、串行通信工作方式

接收時(shí)，用軟件置REN=1（同時(shí)，RI=0），即開始接收。接收時(shí)序如圖7-11（b）所示。當(dāng)使SCON中的REN=1(RI=0)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1~S5P2，從TXD(P3.1)腳上輸出低電平的移位時(shí)鐘，在此機(jī)器周期的S5P2對P3.0腳采樣，并在本機(jī)器周期的S6P2通過串行口內(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S6P1到下一個(gè)機(jī)器周期的S2P2，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病狀如SBUF中，在啟動接收過程（即寫SCON，清RI位）將SCON中的RI清0之后的第10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)行下一幀接收。圖7-11（b）中，74LS165是TTL“并入串出”移位寄存器，QH端為74LS165的串行輸出端，經(jīng)P3.0輸入至89C51。返回10/7/2023593、串行通信工作方式接收時(shí)，用軟件置REN=1（同時(shí)，RI3、串行通信工作方式（2）串行口方式1方式1真正用于串行發(fā)送或接收，為10位通用異步接口。TXD與RXD分別用于發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。收發(fā)一幀數(shù)據(jù)的格式為1位起始位、8位數(shù)據(jù)位（低位在前）、1位停止位，共10位。在接收時(shí)，停止位進(jìn)入SCON的RB8，此方式的傳送波特率可調(diào)。串行口方式1的發(fā)送和接收時(shí)序如圖7-12（a）和（b）所示返回10/7/2023603、串行通信工作方式（2）串行口方式1返回10/6/2023圖7-12方式1發(fā)送和接收時(shí)序返回10/7/202361圖7-12方式1發(fā)送和接收時(shí)序返回10/6/2023613、串行通信工作方式方式1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)送緩沖器SBUF的命令時(shí)，就啟動了發(fā)送器開始發(fā)送。發(fā)送時(shí)的定時(shí)信號，也就是發(fā)送移位時(shí)鐘（TX時(shí)鐘），是由定時(shí)器T1(見圖7-7)送來的溢出信號經(jīng)過16分頻或32分頻（取決于SMOD的值）而得到的，TX時(shí)鐘就是發(fā)送波特率?？梢?，方式1的波特率是可變的。發(fā)送開始的同時(shí)，SEND變?yōu)橛行В瑢⑵鹗嘉幌騎XD輸出；此后每經(jīng)過一個(gè)TX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,因此,TX時(shí)鐘頻率由波特率決定。）產(chǎn)生一個(gè)移位脈沖，并由TXD輸出一個(gè)數(shù)據(jù)位；8位數(shù)據(jù)位全部發(fā)送完后，置為位TI，并申請中斷置TXD為1作為停止位，再經(jīng)一個(gè)時(shí)鐘周期，SEND失效。返回10/7/2023623、串行通信工作方式方式1發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)從引腳TXD（P3.13、串行通信工作方式

方式1接收時(shí)，數(shù)據(jù)從引腳RXD(P3.0)端輸入。接收是在SCON寄存器中REN位置1的前提下，并檢測到起始位（RXD上檢測到1→0的跳變，即起始位）而開始的。接收時(shí)，定時(shí)信號有兩種（如圖7-12(b)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相同，也是由定時(shí)器T1的溢出信號經(jīng)過16或32分頻而得到的；另一種是位檢測器采樣脈沖，它的頻率是RX時(shí)鐘的16倍，亦即在一位數(shù)據(jù)期間有16位檢測器采樣脈沖，為完成檢測，以16倍于波特率的速率對RXD進(jìn)行采樣。返回10/7/2023633、串行通信工作方式方式1接收時(shí)，數(shù)據(jù)從引腳RXD(P3.3、串行通信工作方式為了接受準(zhǔn)確無誤，在正式接受數(shù)據(jù)之前，還必須判定這個(gè)1→0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16等份，在第7，第8及第9等份）連續(xù)對RXD采樣三次，取其中兩次相同的值進(jìn)行判斷。這樣能較好地消除干擾的影響。當(dāng)確認(rèn)是真正的起始位（0）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)滿足以下兩個(gè)條件，這次接受才真正有效。返回10/7/2023643、串行通信工作方式為了接受準(zhǔn)確無誤，在正式接受數(shù)據(jù)之前，還3、串行通信工作方式①RI=0，即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時(shí)，RI=1發(fā)出的中斷請求已被響應(yīng)，SBUF中數(shù)據(jù)已被取走。由軟件使RI=0，以便提供“接收SBUF已空”的信息。②SM2=0或收到的停止位為1（方式1時(shí)，停止位進(jìn)入RB8），則將接收到的數(shù)據(jù)裝入串行口的SBUF和RB8（RB8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SBUF，這意味著該幀信息將會丟失。

值得注意的是，在整個(gè)接收過程中，保證REN=1是一個(gè)先決條件。只有當(dāng)REN=1時(shí)，才能對RXD進(jìn)行檢測。返回10/7/2023653、串行通信工作方式①RI=0，即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時(shí)，RI3、串行通信工作方式（3）串行口方式2和方式3

串行口工作在方式2和方式3均為每幀11位異步通信格式，由TXD和RXD發(fā)送與接收（兩種方式操作是完全一樣的，所不同的只是波特率）。每幀11位，即1位起始位，8位數(shù)據(jù)位（低位在前），1位可編程的第9數(shù)據(jù)位和1位停止位。發(fā)送時(shí)，第9數(shù)據(jù)位（TB8）可以設(shè)置為1或0，也可將奇偶位裝入TB8，從而進(jìn)行奇偶校驗(yàn)；接收時(shí)，第9數(shù)據(jù)位進(jìn)入SCON的RB8。方式2和方式3的發(fā)送、接收時(shí)序如圖7-13所示。其操作與方式1類似。返回10/7/2023663、串行通信工作方式（3）串行口方式2和方式3返回10/6/圖7-13方式2、方式3發(fā)送和接收時(shí)序返回10/7/202367圖7-13方式2、方式3發(fā)送和接收時(shí)序返回10/6/2023、串行通信工作方式發(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/數(shù)據(jù)標(biāo)志位），然后將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入SBUF，即可啟動發(fā)送過程。串行口能自動把TB8取出，并裝入到第9位數(shù)據(jù)位的位置，再逐一發(fā)送出去。發(fā)送完畢，使TI=1。

接收時(shí)，使SCON中的REN=1，允許接收。當(dāng)檢測到RXD(P3.0)端有1→0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（9位）。當(dāng)滿足RI=0且SM2=0，或接收到的第9位數(shù)據(jù)為1時(shí)，前8位數(shù)據(jù)送入SBUF，附加的第9位數(shù)據(jù)送入SCON中的RB8，置RI為1；否則，這次接收無效，也不置位RI。返回10/7/2023683、串行通信工作方式發(fā)送前，先根據(jù)通信協(xié)議由軟件設(shè)置TB8（4、波特率設(shè)計(jì)在串行通信中，收發(fā)雙方對發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)速率有一定的約定，通過軟件對89C51串行口編程可約定四種工作方式。其中，方式0和方式2的波特率是固定的；而方式1和方式3的波特率是可變的，由定時(shí)器T1的溢出率來決定。串行口的四種工作方式對應(yīng)著三種波特率。由于輸入的移位時(shí)鐘來源不同，因此，各種方式的波特率計(jì)算公式也不同。返回10/7/2023694、波特率設(shè)計(jì)返回10/6/2023694、波特率設(shè)計(jì)（1）方式0的波特率由圖7-14可見，方式0時(shí)，發(fā)送或接收一位數(shù)據(jù)的移位時(shí)鐘脈沖由S6（即第6個(gè)狀態(tài)周期，第12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，波特率固定為振蕩頻率的1/12，并不受PCON寄存器中SMOD位的影響。圖7-14串行口方式0波特率的產(chǎn)生返回10/7/2023704、波特率設(shè)計(jì)（1）方式0的波特率圖7-14串行口方式0波4、波特率設(shè)計(jì)方式0波特率≌fosc/12注意，符號“≌”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。返回10/7/2023714、波特率設(shè)計(jì)方式0波特率≌fosc/12返回10/4、波特率設(shè)計(jì)（2）方式2的波特率串行口方式2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)鐘輸入部分入圖7-15所示?？刂平邮张c發(fā)送的移位時(shí)鐘由振蕩頻率fosc的第二節(jié)拍P2時(shí)鐘（即fosc/2）給出，所以，方式2波特率取決于PCON中SMOD位的值：SMOD=0時(shí)，波特率為fosc的1/64；SMOD=1時(shí)，波特率為fosc的1/32。即方式2波特率≌2SMOD/64×fosc圖7-15串行口方式2波特率的產(chǎn)生返回10/7/2023724、波特率設(shè)計(jì)（2）方式2的波特率圖7-15串行口方式2波4、波特率設(shè)計(jì)（3）方式1和方式3的波特率方式1和方式3的移位時(shí)鐘脈沖由定時(shí)器T1的溢出率決定，如圖7-16所示。因此，89C51串行口方式1和方式3的波特率由定時(shí)器T1的溢出率與SMOD值同時(shí)決定。即方式1、方式3波特率≌T1溢出率/n圖7-16串行口方式1、方式3波特率的產(chǎn)生返回10/7/2023734、波特率設(shè)計(jì)（3）方式1和方式3的波特率圖7-16串行口4、波特率設(shè)計(jì)

當(dāng)SMOD=0時(shí)，n=32；SMOD=1時(shí)，n=16。所以，可用下式確定方式1和方式3的波特率：方式1、方式3波特率≌2SMOD/32×(T1溢出速率)其中，T1溢出速率取決于T1的計(jì)數(shù)速率（計(jì)數(shù)速率≌fosc/12）和T1預(yù)置的處置。若定時(shí)器T1采用模式1時(shí)，波特率公式如下：串行方式1、方式3波特率≌2SMOD/32×(fosc/12)/(216-初值)返回10/7/2023744、波特率設(shè)計(jì)當(dāng)SMOD=0時(shí)，n=32；SMOD=1時(shí)，4、波特率設(shè)計(jì)表7-2列出了串行口方式1、方式3常用波特率及其初值。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2（自動重裝初值定時(shí)器）比較實(shí)用。要設(shè)置定時(shí)器T1為定時(shí)方式（使C/T=0），讓T1計(jì)數(shù)內(nèi)部振蕩脈沖，即計(jì)數(shù)速率為fosc/12（注意應(yīng)禁止T1中斷，以免溢出而產(chǎn)生不必要的中斷）。先設(shè)定TH1和TL1定時(shí)即輸初值為X，那么每過“28-X”個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器T1就會產(chǎn)生一次溢出。返回10/7/2023754、波特率設(shè)計(jì)表7-2列出了串行口方式1、方式3常用波特率及表7-2常用波特率與其他參數(shù)選取關(guān)系返回10/7/202376表7-2常用波特率與其他參數(shù)選取關(guān)系返回10/6/24、波特率設(shè)計(jì)因此，T1溢出速率為T1溢出速率≌(fosc/12)/(28-X)于是，可得出定時(shí)器T1模式2的初始值X：返回10/7/2023774、波特率設(shè)計(jì)因此，T1溢出速率為返回10/6/2023774、波特率設(shè)計(jì)例7-1：89C51單片機(jī)時(shí)鐘振蕩頻率為11.0592MHz，選用定時(shí)器T1工作模式2作為波特率發(fā)生器，波特率為2400b/s，求初值。解：設(shè)置波特率控制為(SMOD)=0所以，(TH1)=(TL1)=F4H。返回10/7/2023784、波特率設(shè)計(jì)例7-1：89C51單片機(jī)時(shí)鐘振蕩頻率為11.4、波特率設(shè)計(jì)

系統(tǒng)晶體振蕩頻率選為11.0592MHz就是為了使初值為整數(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T1置于模式0或模式1，即13位或16位定時(shí)方式；但在這種情況下，T1溢出時(shí)，需要中斷服務(wù)程序重裝初值。中斷響應(yīng)時(shí)間和執(zhí)行指令時(shí)間會使波特率產(chǎn)生一定的誤差，可用改變初值的辦法加以調(diào)整。返回10/7/2023794、波特率設(shè)計(jì)系統(tǒng)晶體振蕩頻率選為11.0592MHz就是7.2.289C51串行口的工作方式及應(yīng)用

如前所述，89C51串行口的工作主要受串行口控制寄存器SCON的控制，另外，也和電源控制寄存器PCON有些關(guān)系。SCON寄存器用來控制串行口的工作方式，還有一些其他的控制作用。89C51單片機(jī)串行口的四種工作方式傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)敘述如下：返回10/7/2023807.2.289C51串行口的工作方式及應(yīng)用如前所7.2.289C51串行口的工作方式及應(yīng)用①方式0：移位寄存器輸入/輸出方式。串行數(shù)據(jù)通過RXD線輸入或輸出，而TXD線專用于輸出時(shí)鐘脈沖給外部移位寄存器。方式0可用來同步輸出或接收8位數(shù)據(jù)（最低位首先輸出），波特率固定為fosc/12，其中，fosc為單片機(jī)的時(shí)鐘頻率。②方式1：10位異步接收/發(fā)送方式。一幀數(shù)據(jù)包括1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)位和1位停止位（1）。串行接口電路在發(fā)送時(shí)能自動插入起始位和停止位；在接收時(shí)，停止位進(jìn)入特殊功能寄存器SCON的RB8位。方式1的傳送波特率是可變的，可通過改變內(nèi)部定時(shí)器的定時(shí)值來改變波特率。③方式2：11位異步接收/發(fā)送方式。除了1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位之外，還可以插入第9位數(shù)據(jù)位。④方式3：同方式2，只是波特率可變。返回10/7/2023817.2.289C51串行口的工作方式及應(yīng)用①方式01、串行口方式0的應(yīng)用89C51單片機(jī)串行口基本上是異步通信接口，但在方式0時(shí)是同步操作。外接串入——并出或并入——串出器件，可實(shí)現(xiàn)I/O的擴(kuò)展。串行口方式0的數(shù)據(jù)傳送可以采用中斷方式，也可以采用查詢方式。無論哪種方式，都要借助于TI或RI標(biāo)志。在串行口發(fā)送時(shí)，或者靠TI置位后引起中斷申請，在中斷服務(wù)程序中發(fā)送下一組數(shù)據(jù)；或者通過查詢TI的值，只要TI為0就繼續(xù)查詢，直到TI為1后結(jié)束查詢，進(jìn)入下一個(gè)字符的發(fā)送。在串行口接收時(shí)，由RI引起中斷或?qū)I查詢來決定何時(shí)接收下一個(gè)字符。無論采用什么方式，在開始串行通信前，都要先對SCON寄存器初始化，進(jìn)行工作方式的設(shè)置。在方式0中，SCON寄存器的初始化只是簡單地把00H送入SCON就可以了。返回10/7/2023821、串行口方式0的應(yīng)用89C51單片機(jī)串行口基本上是異步通信1、串行口方式0的應(yīng)用例7-2：用89C51串行口外接164串入——并出移位寄存器擴(kuò)展8位并行口；8位并行口的每位都接一個(gè)發(fā)光二極管，要求發(fā)光二極管從左到右以一定延遲輪流顯示，并不斷循環(huán)。設(shè)發(fā)光二極管為共陰極接法，如圖7-17所示。解：設(shè)數(shù)據(jù)串行發(fā)送采用中斷方式，顯示的延遲通過調(diào)用延遲程序DELAY來實(shí)現(xiàn)。圖7-17返回10/7/2023831、串行口方式0的應(yīng)用例7-2：用89C51串行口外接1641、串行口方式0的應(yīng)用程序清單： ORG0023H ;串行口中斷入口 AJMPSBR ;轉(zhuǎn)入串行口中斷服務(wù)程序 ORG2000H ;主程序起始地址 MOVSCON,#00H ;串行口方式0初始化 MOVA,#88H ;最左一位發(fā)光二極管先亮 CLRP1.0 ;關(guān)閉并行輸出 MOVSBUF，A ;開始串行輸出LOOP: SJMP$ ;等待中斷SBR: SETBP1.0 ;啟動并行輸出 ACALLDELAY ;顯示延遲一段時(shí)間 CLRTI ;清發(fā)送中斷標(biāo)志 RRA ;準(zhǔn)備右邊一位顯示 CLRP1.0 ;關(guān)閉并行輸出 MOVSBUF,A ;再一次串行輸出 RETI ;中斷返回返回10/7/2023841、串行口方式0的應(yīng)用程序清單：返回10/6/2023841、串行口方式0的應(yīng)用

用方式0外加移位寄存器來擴(kuò)展8位輸出口時(shí)，要求移位寄存器帶有輸出控制，否則串行移位過程也會反映到并行輸出口；另外，輸出口最好再接一個(gè)寄存器或鎖存器，以免在輸出門關(guān)閉使（STB=0）輸出又發(fā)生變化。

用方式0加上并入——串出移位寄存器可擴(kuò)展一個(gè)8位并行輸入口。移位寄存器必須帶有預(yù)置/移位的控制端，由單片機(jī)的一個(gè)輸出端子加以控制，以實(shí)現(xiàn)先由8位輸入口置數(shù)到移位寄存器，然后再串行移位從單片機(jī)的串行口輸入到接收緩沖器，最后再讀入到CPU中。返回10/7/2023851、串行口方式0的應(yīng)用用方式0外加移位寄存器來擴(kuò)展8位輸出1、串行口方式0的應(yīng)用例7-3：用89C51串行口外加移位寄存器165或166擴(kuò)展8位輸入口，輸入數(shù)據(jù)由8個(gè)開關(guān)提供，另有一個(gè)開關(guān)K提供聯(lián)絡(luò)信號。當(dāng)K=0時(shí)，表示要求輸入數(shù)據(jù)，輸入的8位為開關(guān)量，提供邏輯模擬子程序的輸入信號。如圖7-18所示。圖7-18返回10/7/2023861、串行口方式0的應(yīng)用例7-3：用89C51串行口外加移位寄1、串行口方式0的應(yīng)用解：串行口方式0的接收要用SCON寄存器中的REN位作為開關(guān)來控制。因此，初值化時(shí)，除了設(shè)置工作方式之外，還要使REN位為1，其余各位仍然為0。對RI采用查詢方式來編寫程序，當(dāng)然，先要查詢開關(guān)K是否閉合。程序清單：START:MOVSCON,#10H;串行口方式0初始化 JBP1.1,$ ;開關(guān)K未閉合，等待 SETBP1.0 ;P/S=1,并行置入數(shù)據(jù) CLRP1.0 ;PS=0,開始串行移位 JNBRI,$ ;查詢RI CLRRI ;查詢結(jié)束，清RI MOVA,SBUF ;讀數(shù)據(jù)到累加器 ACALLLOGSIM ;進(jìn)行邏輯模擬 SJMPSTART ;準(zhǔn)備下一次模擬返回10/7/2023871、串行口方式0的應(yīng)用解：串行口方式0的接收要用SCON寄存2、串行口方式1的發(fā)送和接收例7-4：89C51串行口按雙工方式收發(fā)ASCII字符，最高位用來作奇偶校驗(yàn)位，采用可校驗(yàn)方式，要求傳送的波特率為1200b/s。編寫有關(guān)的通信程序。解：7位ASCII碼加1位奇校驗(yàn)共8位數(shù)據(jù)，故可采用串行口方式1。89C51單片機(jī)的奇偶校驗(yàn)位P是當(dāng)累加器A中1的數(shù)目為奇數(shù)時(shí)，P=1。如果直接把P的值放入ASCII碼的最高位，恰好成了奇偶校驗(yàn)，與要求不符。因此，要把P的值取反以后放入ASCII碼最高位，才是要求的奇校驗(yàn)。返回10/7/2023882、串行口方式1的發(fā)送和接收例7-4：89C51串行口按雙工2、串行口方式1的發(fā)送和接收

雙工通信要求收、發(fā)能同時(shí)進(jìn)行。實(shí)際上，收、發(fā)操作主要是在串行接口進(jìn)行，CPU只是把數(shù)據(jù)從接收緩沖器讀出和把數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器。數(shù)據(jù)傳送用中斷方式進(jìn)行，響應(yīng)中斷以后，通過檢測是RI置位還是TI置位來決定CPU是進(jìn)行發(fā)送操作還是接收操作。發(fā)送和接收都通過調(diào)用子程序來完成，設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)的首地址為20H，接收數(shù)據(jù)區(qū)的首地址為40H，fosc為6MHz，通過查波特率初值（表7-2）可知定時(shí)器的初裝值為F3H。定時(shí)器T1采用工作模式2，可以避免計(jì)數(shù)溢出后用軟件重裝定時(shí)初值的工作。返回10/7/2023892、串行口方式1的發(fā)送和接收雙工通信要求收、發(fā)能同時(shí)進(jìn)行。2、串行口方式1的發(fā)送和接收程序清單：主程序MOVTMOD,#20H;定時(shí)器1設(shè)為模式2MOVTL1,#0F3H;定時(shí)器初值MOVTH1,#0F3H;8位重裝值SETBTR1;啟動定時(shí)器1MOVSCON,#50H;設(shè)置為方式1， ；REN=1MOVR0,#20H;發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)首址MOVR1,#40H;接收數(shù)據(jù)取首址ACALLSOUT;先輸出一個(gè)字符SETBESSETBEASJMP$;等待中斷

中斷服ORG0023H;串行口中斷入口AJMPSBR1;轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)程序ORG0100HSBR1:JNBRI,SEND;TI=1,為發(fā)送中斷ACALLSIN;RI=1,為接收中斷SJMPNEXT;轉(zhuǎn)至統(tǒng)一的出口SEND:ACALLSOUT;調(diào)用發(fā)送子程序NEXT:RETI;中斷返回返回10/7/2023902、串行口方式1的發(fā)送和接收程序清單：中斷服返回10/6/22、串行口方式1的發(fā)送和接收發(fā)送子程序SOUT:CLRTIMOVA,@R0;取發(fā)送數(shù)據(jù)到AMOVC,P;奇偶標(biāo)識賦予CCPLC;奇校驗(yàn)INCR0;修改發(fā)送數(shù)據(jù)指針MOVSBUF,A;發(fā)送ASCII碼RET;返回接收子程序SIN:CLRRI MOVA,SBUF;讀出接收緩沖區(qū)內(nèi)容 MOVC,P;取出校驗(yàn)位 CPLC;奇校驗(yàn) ANLA,#7FH;刪去校驗(yàn)位 MOV@R1,A;讀入接收緩沖區(qū) INCRI;修改接收數(shù)據(jù)指針 RET;返回返回10/7/2023912、串行口方式1的發(fā)送和接收發(fā)送子程序接收子程序返回10/62、串行口方式1的發(fā)送和接收在主程序中已初始化REN=1，則允許接收。以上程序基本上具備了全雙工通信的能力，但不能說很完善。例如，再接收子程序中，雖然檢驗(yàn)了奇偶校驗(yàn)位，但沒有進(jìn)行出錯(cuò)處理；另外，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)區(qū)的范圍都很有限，也不能滿足實(shí)際需要。但有了一個(gè)基本的框架之后，逐漸完善還是可以做到的。返回10/7/2023922、串行口方式1的發(fā)送和接收在主程序中已初始化REN=1，則2、串行口方式1的發(fā)送和接收例7-5：采用查詢方式由串行口發(fā)送帶奇偶校驗(yàn)位的數(shù)據(jù)塊。解：本理由內(nèi)部RAM單元20H-3FH取出ASCII碼數(shù)據(jù)，在最高位上加奇偶校驗(yàn)位后由串行口發(fā)出。采用8位異步通信方式，波特率為1200b/s，fosc=11.059MHz。由要求可知，應(yīng)把串行口設(shè)置為方式1，采用定時(shí)器1模式2作為波特率發(fā)生器，預(yù)置值（TH1）=0E8H。返回10/7/2023932、串行口方式1的發(fā)送和接收例7-5：采用查詢方式由串行口發(fā)2、串行口方式1的發(fā)送和接收程序清單：主程序； MOVTMOD,#20H ;設(shè)置定時(shí)器1為模式2 MOVTL1,#0E8H ;初值，波特率為1200b/s MOVTH1,#0E8H SETBTR1 ;啟動T1運(yùn)行 MOVSCON,#01000000B ;設(shè)置串行口為方式1 MOVR0,#20H MOVR7,#32 ;數(shù)據(jù)塊長度LOOP: MOVA,@R0ACALLSP-OUTJNBP,ERROR;傳輸出錯(cuò)處理，由SP-OUT中“CPLC”結(jié)果決定INCR0DJNZR7,LOOP ……返回10/7/2023942、串行口方式1的發(fā)送和接收程序清單：返回10/6/20232、串行口方式1的發(fā)送和接收串行口發(fā)送子程序（奇校驗(yàn)）；SP-OUT:MOVC,PSW.0;設(shè)置奇校驗(yàn)位，校驗(yàn)位P=1為奇校驗(yàn) CPLC;奇校驗(yàn)（無此指令位偶校驗(yàn)）MOVACC.7,C;ACC.7補(bǔ)0或1MOVSBUF,A;啟動串行口發(fā)送過程CLRTI;清TI標(biāo)志，允許在發(fā)送RETERROR:（略）返回10/7/2023952、串行口方式1的發(fā)送和接收串行口發(fā)送子程序（奇校驗(yàn)）；返回2、串行口方式1的發(fā)送和接收例7-6：由串行口接收帶奇偶校驗(yàn)位的數(shù)據(jù)塊。解：采用查詢方式，本例與上例相呼應(yīng)，接收器把接收到的32B數(shù)據(jù)存放在20H-30H單元內(nèi)，波特率同上，若奇偶校驗(yàn)出錯(cuò)則置進(jìn)位位為1。程序清單：返回10/7/2023962、串行口方式1的發(fā)送和接收例7-6：由串行口接收帶奇偶校驗(yàn)2、串行口方式1的發(fā)送和接收主程序； MOVSCON,#01010000B;設(shè)串口方式1，允許接收 MOVTMOD,#20H ;設(shè)置定時(shí)器T1為模式2 MOVTL1,#0E8H ;初值，波特率為1200b/s MOVTH1,#0E8H SETBTR1 ;啟動T1運(yùn)行 MOVR0,#20H MOVR7,#32 ;數(shù)據(jù)塊長度LOOP: ACALLSP-IN ;調(diào)接收一幀子程序JCERROR ;由SP-IN中“CPLC”結(jié)果決定MOV@R0,A ;存放接收的數(shù)據(jù)INCR0DJNZR7,LOOP……返回10/7/2023972、串行口方式1的發(fā)送和接收主程序；返回10/6/202392、串行口方式1的發(fā)送和接收接收一幀子程序；

SP-IN: JNBRI,$ ;RI由硬件置位 CLRRI ;軟件清除RI MOVA,SBUF MOVC,P ;檢查奇校驗(yàn)位 CPLC ;置C為主程序“JCERROR”用 ANLA,#7FH ;去掉奇校驗(yàn)位 RETERROR: （略）返回10/7/2023982、串行口方式1的發(fā)送和接收接收一幀子程序；返回10/6/2、串行口方式1的發(fā)送和接收例7-7：利用串行口和堆棧技術(shù)發(fā)送字符串常量。解：上面兩個(gè)例子中，發(fā)送和接收的都是一些變量數(shù)據(jù)，且存放在內(nèi)部RAM單元中?，F(xiàn)說明如何利用堆棧技術(shù)發(fā)送存放在程序存儲器內(nèi)的字符串常量。下面的例子中，這些字符串是發(fā)送給CRT終端的，以回車符（CR）和換行符（LF）開始，以換碼符（ESC）為結(jié)尾。下面是程序片斷：返回10/7/2023992、串行口方式1的發(fā)送和接收例7-7：利用串行口和堆棧技術(shù)發(fā)2、串行口方式1的發(fā)送和接收CREQU0DH;ASCII回車符LFEQU0AH;ASCII換行符ESCEQU1BH;ASCII換碼符……MOVTMOD,#20H;設(shè)置定時(shí)器T1為模式2MOVTL1,#0FDH;設(shè)波特率位9600b/s；(fosc=11.059MHz)MOVTH1,#0FDH

SETBTR1;啟動T1運(yùn)行MOVSCON,#01000000B;設(shè)置串行口方式1ACALLXSTRINGDBCR,LFDB‘NU&BIAA’;字符串常量DBESC……XSTRING:

POPDPH;把第1個(gè)字符的地址裝入DPTRPOPDPLXSTR-1:

CLRA;設(shè)偏移量為零MOVCA,@A+DPTR;取第1個(gè)字符XSTR-2:MOVSBUF,A;啟動一幀發(fā)送過程JNBTI,$;等待發(fā)送一幀完CLRTIINCDPTR;指向下一字符CLRA;偏移量為0MOVCA,@A+DPTR;取下一字符CJNEA,#ESC,XSTR-2;讀到ESC符時(shí)，；停止發(fā)送MOVA,#1JMP@A+DPTR;返回執(zhí)行ESC符后；的一條指令，即接著；執(zhí)行背景程序返回10/7/20231002、串行口方式1的發(fā)送和接收CREQU0DH2、串行口方式1的發(fā)送和接收說明：程序中采用了“ACALLXSTRING”指令，而實(shí)際上由XSTRING開始的程序段形式上并不構(gòu)成一個(gè)子程序，因?yàn)樽映绦?，因?yàn)樽映绦驊?yīng)由RET作為結(jié)尾。采用ACALL指令的目的在于利用子程序調(diào)用協(xié)議，即執(zhí)行調(diào)用指令后，把一個(gè)單元（存放常量CR）的地址壓入了堆棧。這樣，XSTRING段的第1，2條指令執(zhí)行后，就把放置字符常量CR的單元地址置入DPTR了。ESC后一個(gè)單元應(yīng)是背景程序中送完字符串后要執(zhí)行的那條指令，故執(zhí)行完XSTRING程序段的最后2條指令，將繼續(xù)執(zhí)行背景程序。返回10/7/20231012、串行口方式1的發(fā)送和接收說明：程序中采用了“ACALL3、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收串行口方式2與方式3基本一樣（只是波特率設(shè)置不同），接收／發(fā)送11位信息：開始為l位起始位（0），中間8位數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)位之后為1位程控位（由用戶置SCON的TB8決定），最后是1位停止位（1）。只比方式l多了一位程控位。返回10/7/20231023、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收串行口方式2與方式33、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收例7-8：用第9個(gè)數(shù)據(jù)位作奇偶校驗(yàn)位，編制串行口方式2的發(fā)送程序。解：設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)送程序，將片內(nèi)RAM50H～5FH中的數(shù)據(jù)串行發(fā)送；串行口設(shè)定為方式2狀態(tài)，TB8作奇偶校驗(yàn)位。在數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器之前，先將數(shù)據(jù)的奇偶位P寫入TB8，這時(shí)，第9位數(shù)據(jù)作奇偶校驗(yàn)用。方式2發(fā)送程序流程圖如圖7-19所示。圖7-18返回10/7/20231033、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收例7-8：用第9個(gè)數(shù)據(jù)位3、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收程序清單如下：TRT: MOVSCON,#80H;方式2設(shè)定 MOVPCON,#80H;取波特率為fosc/32 MOVR7,#10H ;數(shù)據(jù)長度10H→R7LOOP: MOVA,@R0;取數(shù)據(jù)→A MOVC,PSW.0;P→TB8 MOVTB8,C MOVSBUF,A;數(shù)據(jù)→SBUF,啟動發(fā)送WAIT: JBCTI,CONT;判斷發(fā)送中斷標(biāo)志 SJMPWAITCONT: INCR0 DJNZR7,LOOP RET返回10/7/20231043、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收程序清單如下：返回10/3、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收例7-9編制一個(gè)串行口方式2接收程序，并核對奇偶校驗(yàn)位。解：根據(jù)上面介紹的特點(diǎn)，在方式2、方式3的發(fā)送過程中，將數(shù)據(jù)和附加在TB8中的奇偶位一塊發(fā)向?qū)Ψ?。因此，作為接收的一方?yīng)設(shè)法取出該奇偶位進(jìn)行核對，相應(yīng)的接收程序段為：返回10/7/20231053、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收例7-9編制一個(gè)串行3、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收RRR: MOVSCON,#90H;選方式2，并允許接收（REN=1）LOOP: JBCRI,RECEIV ;等待接收數(shù)據(jù)并清RI SJMPLOOPRECEIV:MOVA,SBUF ;將接收到的字符取出后，送到ACC。注意， ；傳送指令影響PSW，產(chǎn)生接收端的奇偶值 JBPSW.0,ONE ;判斷接收端的奇偶值 JBRB8,ERR ;判斷發(fā)送端的奇偶值 SJMPRIGHTONE: JBRB8,ERRRIGHT: …… ;接收正確 ……ERR: …… ；接收有錯(cuò)當(dāng)接收到一個(gè)字符時(shí)，從SBUF轉(zhuǎn)移到ACC中時(shí)會產(chǎn)生接收端的奇偶值，而保存在RB8中的值為發(fā)送端的奇偶值，兩個(gè)奇偶值應(yīng)相等，否則接收字符有錯(cuò)。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤要及時(shí)通知對方重發(fā)。返回10/7/20231063、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收RRR: MOV3、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收例7-10：編制一個(gè)發(fā)送程序，將片內(nèi)RAM中50H—5FH的數(shù)據(jù)串行發(fā)送。串行口設(shè)定為工作方式2，TB8作奇偶校驗(yàn)位。解：在數(shù)據(jù)寫入發(fā)送SBUF之前，先將數(shù)據(jù)的奇偶標(biāo)志P寫入TB8，此時(shí)，第9位數(shù)據(jù)便可作奇偶校驗(yàn)用?？刹捎貌樵兒椭袛鄡煞N方式發(fā)送。返回10/7/20231073、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收例7-10：編制一個(gè)發(fā)送3、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收（1）采用查詢方式的程序段 ORG0000H AJMPMAIN ;上電，轉(zhuǎn)向主程序 ORG0100H ;主程序MAIN: MOVSCON,#80H ;設(shè)工作方式2 MOVPCON,#80H ;取波特率為fosc/32 MOVR0,#50H ;首址50H送R0 MOVR7,#10H ;數(shù)值長度送R7LOOP: MOVA,@R0 ;取數(shù)據(jù) MOVC,PSW.0 ;P→C MOVTB8,C ;奇偶標(biāo)志送TB8 MOVSBUF,A ;發(fā)送數(shù)據(jù)WAIT: JBCTI,CONT AJMPWAIT ;等待中斷標(biāo)志TI=1CONT: INCR0 DJNZR7,LOOP ;數(shù)值尚未發(fā)送完，繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù) SJMP$ END返回10/7/20231083、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收（1）采用查詢方式的程序3、串行口方式2、方式3的發(fā)送和接收（2）采用中斷方式的程序段ORG0000HAJMPMAIN;上電，轉(zhuǎn)向主程序ORG0023H;串行口的中斷入口地址AJM