mcs51单片机串行口及其应用(基于proteus仿真)

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1、2021年6月20日星期日MCS-51单片机串行口及其应用基于Proteus仿真前言：本文详细介绍了MCS-51单片机串行口的工作原理、工作方式，并在后面通过两个例子（结合74LS164和74LS165芯片）来说明串行口的应用，所举例子包含proteus仿真电路图，源程序，程序注释详细清楚。这有助于更好地理解与掌握串行口。1、计算机通信概念：计算机通信是指将计算机技术与通信技术相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。可以分为两大类：并行通信与串行通信。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。2、并行通信：并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进

2、行传送。并行通信控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。如下图所示：3、串行通信:串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送，每一位数据占据一个固定的时间长度。串行通信的特点是传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的传送控制比并行通信复杂。串行通信又可以分同步通信和异步通信。如下图所示：13/132021年6月20日星期日4、异步通信：异步通信是指通信的发送设备与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。异步通信是以字符（构成的帧）为单

3、位进行传输，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系，但同一字符内的各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍。异步通信的数据格式：异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。5、同步通信：同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可以通过如下两种方法实现。

4、13/132021年6月20日星期日6、串行通信的三种数据传送方向：（1）单工：单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。（2）半双工：半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。（3）全双工：全双工是指数据可以同时进行双向传输。7、信号的调制与解调：利用调制器把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器（Modem）。8、比特率和波特率：比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：位／秒（bps，bitspersecond）。如每秒钟传送240个字符，而

5、每个字符格式包含10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的比特率为：10位×240个/秒=2400bps波特率是指每秒传输的符号数，若每个符号所含信息量为1比特（即一位二进制数码），则波特率等于比特率。在计算机通信中，常将比特率称为波特率，即1波特=1比特=1位/秒（1bit/s），例如2400bps=2400波特（baud）。9、MCS-51串行口结构:如下图所示，它主要由数据缓冲寄存器SBUF（serialbuffer）、移位寄存器、控制寄存器TCON和波特率发生器等组成。其中，接收与发送缓冲寄存器SBUF占用同一个地址99H,虽然二者地址相同，但由于发送数据采用的是写指令，接

6、收数据采用的是读指令，因此不会产生混淆。13/132021年6月20日星期日10、串行口控制寄存器SCONMCS-51单片机串行通信方式的选择、接收和发送控制以及串行口的标志都由SCON特殊功能寄存器控制和指示。SCON可位寻址，其格式如下：SCON各位的含义：（1）SM0、SM1:串行口工作方式选择位，可选择四种工作方式，如下图所示.（2）SM2：多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。当串行口工作于方式2和方式3时，作为发送端的主机设置SM2=1,并设置发送第9位数据TB8=1，以表明本帧数据为地址信息，用以寻找从机，以TB8=0作为数据帧标志。SM2=1时，如果接收到的一帧信息中的第9

7、位数据为1，且原有的接收中断标志位RI=0,则硬件将RI置1；如果第9位数据为0，则RI不置1，且所接收的数据无效。SM2=0时，只要接收到一帧信息，不管第9位数据是0还是1，硬件都置RI=1。当接收机的SM2=1时可以利用收到的RB8来控制是否激活RI（RB8＝0时不激活RI，收到的信息丢弃；RB8＝1时收到的数据进入SBUF，并激活RI，进而在中断服务中将数据从SBUF读走）。当SM2=0时，不论收到的R