第章C單片機的串行口教程文件

第6章80C51單片機的串行口計算機串行通信基礎(chǔ)6.180C51單片機的串行口6.280C51單片機的串行口應(yīng)用6.32025/1/1416.1計算機串行通信基礎(chǔ)通信：并行通信與串行通信

并行通信特點：傳送控制簡單、速度快，但傳輸線較多，成本高。2025/1/142

串行通信特點：傳送控制復(fù)雜、速度慢，傳輸線少，成本低2025/1/143異步通信與同步通信收、發(fā)設(shè)備時鐘獨立，以字符(幀)為單位傳輸

6.1.1串行通信的基本概念異步通信

2025/1/144串行通信的傳輸方向單工

半雙工

全雙工80C51有1個全雙工串行口

2025/1/146信號的調(diào)制與解調(diào)DTE：數(shù)據(jù)終端設(shè)備DCE：數(shù)據(jù)通信設(shè)備調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)2025/1/147串行通信的錯誤校驗奇偶校驗

發(fā)送字符時，數(shù)據(jù)位尾隨1位奇偶校驗位（1或0）。奇校驗時，數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)與校驗位“1”的個數(shù)之和應(yīng)為奇數(shù)；偶校驗時，數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)與校驗位“1”的個數(shù)之和應(yīng)為偶數(shù)。接收字符時，對“1”的個數(shù)進行校驗，若發(fā)現(xiàn)不一致，則說明傳輸數(shù)據(jù)過程中出現(xiàn)了差錯。

2025/1/148代碼和校驗

發(fā)送方將所發(fā)數(shù)據(jù)塊求和（或各字節(jié)異或），產(chǎn)生的校驗和字節(jié)附加到數(shù)據(jù)塊的末尾。接收方在接收數(shù)據(jù)時要對數(shù)據(jù)塊（除校驗字節(jié)外）求和（或各字節(jié)異或），將所得的結(jié)果與收到的“校驗和”進行比較，相符則無差錯，否則就認(rèn)為傳送過程出現(xiàn)了差錯。2025/1/149傳輸速率與傳輸距離傳輸速率比特率：每秒鐘傳送的信息量。單位：位／秒（bps）波特率：每秒鐘傳送碼元數(shù)目，單位：波特（Baud）

基帶傳輸（每個碼元帶有“1”或“0”這1bit信息，傳碼率與傳信率相同），波特率和比特率是相同的。

常用波特率為：2400、4800、9600、14.4K、19.2K等

傳輸距離與傳輸速率的關(guān)系傳輸距離隨波特率的增加而減小。2025/1/14106.1.2串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C定義的是DTE與DCE間的接口標(biāo)準(zhǔn)。機械特性DB-25（陽頭）連接器DB-9（陽頭）連接器陽頭通常用于計算機側(cè)，陰頭用于連接線側(cè)

2025/1/1411功能特性插針序號信號名稱功能信號方向1

PGND保護接地

2（3）TXD發(fā)送數(shù)據(jù)（串行輸出）DTE→DCE

3（2）RXD接收數(shù)據(jù)（串行輸入）DTE←DCE

4（7）RTS請求發(fā)送DTE→DCE

5（8）CTS允許發(fā)送DTE←DCE

6（6）DSRDCE就緒（數(shù)據(jù)建立就緒）DTE←DCE

7（5）

SGND信號接地

8（1）DCD載波檢測DTE←DCE

20（4）DTRDTE就緒（數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒）DTE→DCE

22（9）RI振鈴指示DTE←DCE2025/1/1412電氣特性RS-232C采用負(fù)邏輯電平，規(guī)定（-3～-25V）為邏輯“1”，（+3～+25V）為邏輯“0”。-3V～+3V是未定義的過渡區(qū)。試比較：電平轉(zhuǎn)換電路（如MAX232）。

2025/1/1413過程特性遠(yuǎn)程通信，需要調(diào)制解調(diào)器2025/1/1414近程通信，不需要調(diào)制解調(diào)器無聯(lián)絡(luò)線方式聯(lián)絡(luò)線短接（偽連接）方式

2025/1/1415

RS-232C電平與TTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路早期常用MC1488、MC1489

近期常用MAXM232：

片內(nèi)帶有自升壓電路僅需+5V電源內(nèi)含2個發(fā)送器，2個接收器

2025/1/1416采用RS-232C接口存在的問題傳輸距離短、速率低

通常不超過15米，速率20Kbps

有電平偏移

RS-232收發(fā)共地，地電流會使電平偏移出現(xiàn)邏輯錯誤?？垢蓴_能力差

RS-232常用單端輸入，易混入干擾。（故用大擺幅）新標(biāo)準(zhǔn)RS-485改善了傳輸特性，應(yīng)用廣泛！

2025/1/14176.2

80C51單片機的串行口6.2.180C51串行口的結(jié)構(gòu)1個全雙工串口：通信或接口擴展

接收發(fā)送緩沖器邏輯同名、物理分開；接收雙緩沖。

2025/1/14186.2.280C51串行口的控制寄存器串行口控制寄存器SCONSM0和SM1：工作方式選擇位76543210SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI字節(jié)地址：98HSM0SM1方式說明波特率000移位寄存器fosc/1201110位UART（8位數(shù)據(jù)）可變10211位UART（9位數(shù)據(jù)）fosc/64或fosc/3211311位UART（9位數(shù)據(jù)）可變2025/1/1419SM2：多機通信控制位SM2=1時,接收機處于地址幀篩選狀態(tài)。若RB8＝1，該地址幀信息可進入SBUF，并使RI為1，進而在中斷服務(wù)中再進行地址號比較;若RB8＝0，該幀不是地址幀，應(yīng)丟掉，且保持RI=0。SM2=0時，接收機處于地址幀篩選被禁止?fàn)顟B(tài)。不論收到的RB8為0或1，均可以使收到的信息進入SBUF，并使RI=1。此時的RB8通常為校驗位。REN：串行接收使能位，軟件置1時，啟動接收過程2025/1/1420TB8：多機方式發(fā)送的第9位多機方式的地址/數(shù)據(jù)幀標(biāo)志。也可作為奇偶校驗位。

RB8：多機方式接收的第9位多機方式的地址/數(shù)據(jù)幀標(biāo)志。也可作為奇偶校驗位。

TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位，要由軟件清0RI：接收中斷標(biāo)志位，要由軟件清02025/1/1421電源控制寄存器PCONSMOD：波特率倍增位。在串行口方式1、方式2、方式3時，波特率與SMOD有關(guān)，當(dāng)SMOD=1時，波特率提高一倍。復(fù)位時，SMOD=0。

76543210PCONSMOD字節(jié)地址：97H2025/1/14226.2.380C51串行口的工作方式方式0：同步移位寄存器，用于擴展并行口RXD：輸入或輸出引腳TXD：移位脈沖輸出接收和方式都是8位波特率固定為：fosc/122025/1/1423數(shù)據(jù)輸出：

CLR用于對74LS164清0

2025/1/1424數(shù)據(jù)輸入：

S/L負(fù)脈沖將并行數(shù)據(jù)裝入，高電平時啟動單片機進行數(shù)據(jù)輸入。

2025/1/1425方式1：10位幀，用于雙機通信起始位：1位數(shù)據(jù)位：8位停止位：1位2025/1/1426串行發(fā)送：（寫SBUF啟動發(fā)送過程）

串行接收：(置REN=1啟動接收過程)

2025/1/1427方式2和方式3：11位幀，用于多機通信起始位：1位數(shù)據(jù)位：9位停止位：1位2025/1/1428串行發(fā)送：（寫SBUF啟動發(fā)送過程）

串行接收：(置REN=1啟動接收過程)

2025/1/14296.2.480C51波特率確定與初始化步驟波特率的確定波特率的計算固定波特率：

方式0波特率=fosc/12

方式2波特率=（2SMOD/64）*

fosc可變波特率：

方式1波特率=（2SMOD/32）*（T1溢出率）

方式3波特率=（2SMOD/32）*（T1溢出率）

T1溢出率=fosc/{12×[256－（TH1）]}2025/1/1430波特率的選擇波特率要選擇標(biāo)稱值，由于TH1的初值是整數(shù)，為了減小波特率計算誤差，晶振頻率要選為11.0592MHz。

方式1和方式3波特率與TH1初值的對應(yīng)關(guān)系：

波特率/（b/s）19.2k9600480024001200TH1初值FDHFDHFAHF4HE8HSMOD100002025/1/1431串行口初始化步驟確定T1的工作方式（TMOD）計算T1的初值，裝載TH1、TL1啟動T1（置位TR1）確定串行口工作方式（SCON）串口中斷設(shè)置（IE、IP）2025/1/14326.3

80C51單片機的串行口應(yīng)用6.3.1利用單片機串口的并行I/O擴展串口無通信需求時！2025/1/1433硬件連接近程連接（直連）6.3.2單片機與單片機間的通信遠(yuǎn)程連接(電平轉(zhuǎn)換)2025/1/1434電平轉(zhuǎn)換器件與接線2025/1/1435通信協(xié)議串口方式1，2400Baud，T1定時方式2，晶振選11.0592MHz，查表知：TH1=TL1=F4H，SMOD=0A機發(fā)“E1”聯(lián)絡(luò)，B機同意接收發(fā)“E2”響應(yīng)A機收到“E2”后，發(fā)數(shù)據(jù)塊及校驗字節(jié)。B機接收數(shù)據(jù)塊及校驗字節(jié)，判傳輸是否正確正確時向A機發(fā)送“00H”，否則發(fā)送“FFH”A機接收到“00H”則本次傳輸結(jié)束。否則重新傳輸數(shù)據(jù)2025/1/1436流程圖2025/1/14376.3.3單片機與PC機間的通信硬件連接