片微型计算机原理与接口技术第二版第7章80C51单片微机的串行口原理及应用

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1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材单片微型计算机原理与接口技术（第二版）高锋编著科学出版社北京第七章80C51单片微机的串行口原理及应用通信：计算机与外界的数据传送。单台仪器仪表或控制器往往会带有不止一个的单片微机，多个智能仪器仪表或控制器在单片微机应用系统中又常常会构成一个分布式采集、控制系统，上层由PC进行集中管理等。7.1串行数据通信概述⒈传送方式⑴并行传送方式在数据传输时，一个数据编码字符的所有各位都同时发送、并排传输，又同时被接收。并行传送方式要求物理信道为并行内总线或者并行外总线。⑵串行传送方式在数据传输时，一个

2、数据编码字符的所有各位按一定顺序，一位接着一位在信道中被发送和接收。◆串行传送方式的物理信道为串行总线。计算机与外界的数据传送大多是串行的，其传送距离可以从几米直到几千公里。⒉单工方式、半双工方式、全双工方式⑴单工方式信号(不包括联络信号)在信道中只能沿一个方向传送。⑵半双工方式通信的双方均具有发送和接收信息的能力，信道也具有双向传输性能，通信的任何一方在指定的时刻，只能沿某一个方向传送信息。⑶全双工方式若信号在通信双方之间沿两个方向同时传送，任何一方在同一时刻既能发送又能接收信息。⒊异步传输和同步传输在数据通信中，要保证发送的信

3、号在接收端能被正确地接收，必须采用同步技术。常用的同步技术有两种方式，一种称为异步传输也称起止同步方式，另一种称为同步传输也称同步字符同步方式。⑴异步传输以字符为单位进行数据传输，每个字符都用起始位、停止位包装起来，在字符间允许有长短不一的间隙。⑵同步传输对数据块进行传输，一个数据块中包含着许多连续的字符，在字符之间没有空闲。同步传输可以方便地实现某一通信协议要求的帧格式。⒋波特率(BAUDRATE)串行通信的传送速率用于说明数据传送的快慢，“波特率”表示每秒种传输离散信号事件的个数，或每秒信号电平的变化次数，单位为band（波特

4、）。“比特率”是指每秒传送二进制数据的位数，单位为比特/秒，记作bits/s或b/s或bps。在二进制的情况下，波特率与比特率数值相等。串行通信常用的标准波特率在RS-232C标准中已有规定，如波特率为600、1200、2400、4800、9600、19200等等。假若数据传送速率为120字符/s，而每一个字符帧已规定为10个数据位，则传输速率为120×10＝1200bit/s，即波特率为1200，每一位数据传送的时间为波特率的倒数：T＝1÷1200＝0.833ms7.280C51串行口及控制7.2.180C51串行口结构串行数据

5、通信主要有两个技术问题，一个是数据传送，另一个是数据转换。数据传送主要解决传送中的标准、数据帧格式及工作方式等。数据转换要解决把数据进行串、并行的转换，这种转换通常由通用异步接收发送器(UART)电路来完成。数据发送端，要把并行数据转换为串行数据，而在数据接收端，要把串行数据转换为并行数据。80C51中已集成有UART。8XC552中就增加了具有I2C总线功能的串行口。80C51中的串行口是一个全双工的异步串行通信接口，它可作UART（通用异步接收和发送器）用，也可作同步移位寄存器用。口内的接收缓冲器和发送缓冲器在物理上是隔离的。

6、可以通过访问特殊功能寄存器SBUF，来访问接收缓冲器和发送缓冲器。接收缓冲器具有双缓冲的功能，即它在接收第一个数据字节后，能接收笫二个数据字节。但是在接收完第二个字节后，若笫一个数据字节还未取走，那么该数据字节将丢失。80C51串行口基本结构如图7–1所示。⒈波特率发生器由T1、T2及内部的一些控制开关和分频器所组成。它提供串行口的时钟信号为TXCLOCK和RXCLOCK。◆控制波特率发生器的特殊功能寄存器：TMOD、TCON、T2CON、PCON、TL1、TH1、TL2、TH2等。⒉串行口内部⑴串行数据缓冲寄存器SBUF有接收缓

7、冲器SBUF和发送缓冲器SBUF，占用同一个地址(99H)。⑵串行口控制寄存器SCON⑶串行数据输入／输出引脚接收方式下，串行数据从RXD引脚输入，串行口内部在接收缓冲器之前还有移位寄存器，从而构成了串行接收的双缓冲结构，可以避免在数据接收过程中出现帧重叠错误。在发送方式下，串行数据通过TXD引脚输出。⑷串行口控制逻辑·接受来自波特率发生器的时钟信号TXCLOCK和RXCLOCK；·控制内部的输入移位寄存器将外部的串行数据转换为并行数据；·控制内部的输出移位寄存器将内部的并行数据转换为串行数据输出；·控制串行中断（RI和TI）。7

8、.2.280C51串行口控制⒈串行口状态控制寄存器SCON控制串行通信的方式选择、接收，指示串行口的中断状态。位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位功能SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI⑴SM0、SM1—串行口工作方式选