LJY-第7章MCS-51的串行口課件

第7章MCS-51的串行口7.1串行口的結(jié)構(gòu)7.2串行口的4種方式7.3多機(jī)通訊7.4波特率的制定方法7.5串行口的編程和應(yīng)用1第7章MCS-51的串行口7.1串行口的結(jié)構(gòu)1全雙工的異步通訊串行口。

雙工：接收、發(fā)送數(shù)據(jù)同時進(jìn)行。

異步通訊：收、發(fā)雙方?jīng)]有同步時鐘來控制收、發(fā)雙方同步傳送，而靠各自的時鐘來控制數(shù)據(jù)傳送。4種工作方式,波特率由片內(nèi)定時器/計(jì)數(shù)器控制。每發(fā)送或接收一幀數(shù)據(jù)，均可發(fā)出中斷請求。除用于串行通訊，還可用來擴(kuò)展并行I/O口。2全雙工的異步通訊串行口。27.1串行口的結(jié)構(gòu)串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖，兩個物理上獨(dú)立地接收和發(fā)送緩沖器，可同時收、發(fā)數(shù)據(jù)。兩個數(shù)據(jù)緩沖器共用一個特殊功能寄存器字節(jié)地址：SBUF（99H）。

控制寄存器共兩個：特殊功能寄存器SCON和PCON。37.1串行口的結(jié)構(gòu)37.1.1串行口控制寄存器SCON

字節(jié)地址98H，可位尋址，格式如圖所示。（1）SM0、SM1——串行口4種工作方式的選擇位表串行口的4種工作方式SM0SM1方式 功能說明

000同步移位寄存器方式（用于擴(kuò)展I/O口）0118位異步收發(fā)，波特率可變（由定時器控制）1029位異步收發(fā)，波特率為fosc/64或fosc/321139位異步收發(fā)，波特率可變（由定時器控制）47.1.1串行口控制寄存器SCON4（2）SM2——多機(jī)通信控制位用于方式2或方式3中。當(dāng)串行口以方式2或方式3接收時，

如果SM2=1，只有當(dāng)接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為“1”時，才將接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF，并置“1”RI，產(chǎn)生中斷請求；當(dāng)接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為“0”時，則將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。

如果SM2=0，則不論第9位數(shù)據(jù)是“1”還是“0”，都將前8位數(shù)據(jù)送入SBUF中，并置“1”RI，產(chǎn)生中斷請求。在方式1時，如果SM2=1，則只有收到停止位時才會激活RI。在方式0時，SM2必須為0。5（2）SM2——多機(jī)通信控制位5（3）REN——允許串行接收位 由軟件置“1”或清“0”。 REN=1允許串行口接收數(shù)據(jù)。 REN=0禁止串行口接收數(shù)據(jù)。（4）TB8——發(fā)送的第9位數(shù)據(jù) 方式2和3時，TB8是要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，可作為奇偶校驗(yàn)位使用，也可作為地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志。 =1為地址幀,=0為數(shù)據(jù)幀（5）RB8——接收到的第9位數(shù)據(jù) 方式2和3時，RB8存放接收到的第9位數(shù)據(jù)。在方式1，如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。6（3）REN——允許串行接收位6（6）TI——發(fā)送中斷標(biāo)志位方式0時，串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時由硬件置“1”， 其它工作方式，串行口發(fā)送停止位的開始時置“1”。

TI=1，表示一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束，可供軟件查詢，也可申請中斷。CPU響應(yīng)中斷后,在中斷服務(wù)程序中向SBUF寫入要發(fā)送的下一幀數(shù)據(jù)。TI必須由軟件清0。（7）RI——接收中斷標(biāo)志位 方式0時，接收完第8位數(shù)據(jù)時，RI由硬件置1。 其它工作方式，串行接收到停止位時，該位置“1”。

RI=1，表示一幀數(shù)據(jù)接收完畢，并申請中斷,要求CPU從接收SBUF取走數(shù)據(jù)。該位的狀態(tài)也可供軟件查詢。RI必須由軟件清“0”。7（6）TI——發(fā)送中斷標(biāo)志位77.1.2特殊功能寄存器PCON

字節(jié)地址為87H，沒有位尋址功能。SMOD：波特率選擇位。例如：方式1的波特率的計(jì)算公式為：方式1波特率=（2SMOD/32）×定時器T1的溢出率當(dāng)SMOD=1時，要比SMOD=0時的波特率加倍，也稱SMOD位為波特率倍增位。87.1.2特殊功能寄存器PCON87.2串行口的4種工作方式7.2.1方式0同步移位寄存器輸入輸出方式，常用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展并行I/O口。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。波特率固定為fosc/12。幀格式如下：97.2串行口的4種工作方式7.2.1方式091．方式0發(fā)送

當(dāng)CPU執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF的指令時，產(chǎn)生一個正脈沖，串行口即把SBUF中的8位數(shù)據(jù)以fosc/12的固定波特率從RXD引腳串行輸出，低位在先,TXD引腳輸出同步移位脈沖，發(fā)送完8位數(shù)據(jù)置“1”中斷標(biāo)志位TI。101．方式0發(fā)送102．方式0接收 方式0接收時，REN為串行口接收允許接收控制位，REN=0，禁止接收；REN=1，允許接收。 當(dāng)CPU向串行口的SCON寄存器寫入控制字（置為方式0，并置“1”REN位，同時RI=0）時，產(chǎn)生一個正脈沖，串行口即開始接收數(shù)據(jù)。引腳RXD為數(shù)據(jù)輸入端，TXD為移位脈沖信號輸出端，接收器也以fosc/12的固定波特率采樣RXD引腳的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)接收到8位數(shù)據(jù)時置“1”中斷標(biāo)志RI。表示數(shù)據(jù)接收完畢，可接收下一幀數(shù)據(jù)的。112．方式0接收11方式0下：1）SCON中的TB8、RB8位沒有用到2）發(fā)送或接收完8位數(shù)據(jù)由硬件置“1”TI或RI中斷標(biāo)志位，CPU響應(yīng)中斷。3）TI或RI標(biāo)志位須由用戶軟件清“0”： CLRTI ；TI位清“0” CLRRI ；RI位清“0”4）方式0時，SM2位（多機(jī)通訊控制位）必須為0。12方式0下：12方式0下：接收、發(fā)送的移位時鐘均由單片機(jī)TXD端輸出13方式0下：13例：利用串行口工作方式0擴(kuò)展出8位并行I/O口，驅(qū)動共陽LED數(shù)碼管顯示0—9。ABCLKhgfedcbaCLR+5VVCCTxDRxD51單片機(jī)74LS164共陽LED數(shù)碼管14例：利用串行口工作方式0擴(kuò)展出8位并行I/O口，驅(qū)動共陽LE根據(jù)上圖編寫的通過串行口和74LS164驅(qū)動共陽LED數(shù)碼管(查表)顯示0-9數(shù)字的子程序：DSPLY:MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVSBUF,AJNBTI,$CLRTIRETTABLE:DB0C0H,0F9H,0A4HDB0B0H,99H,92HDB82H,0F8H,80H,90Hhgfedcba累加器A110000000C0H=“0”101100000B0H=“3”共陽極hgfedcbaabcdgefh15根據(jù)上圖編寫的通過串行口和hgfedcba累加7.2.2方式1

SM0、SM1=01。用于數(shù)據(jù)的串行發(fā)送和接收。TXD腳和RXD腳分別用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。方式1收發(fā)一幀的數(shù)據(jù)為10位，1個起始位（0），8個數(shù)據(jù)位，1個停止位（1），先發(fā)送或接收最低位。幀格式如圖所示。波特率由下式確定：方式1波特率=（2SMOD/32）×定時器T1的溢出率SMOD為PCON寄存器的最高位的值（0或1）。

167.2.2方式1波特率由下式確定：161．方式1發(fā)送

方式1輸出時，數(shù)據(jù)位由TXD端輸出，一幀信息為10位，1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位（先低位）和1位停止位1。當(dāng)CPU執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫發(fā)送緩沖器SBUF的指令，就啟動發(fā)送。圖中TX時鐘的頻率就是發(fā)送的波特率。發(fā)送開始時，內(nèi)部發(fā)送控制信號變?yōu)橛行?。將起始位向TXD輸出，此后，每經(jīng)過一個TX時鐘周期，便產(chǎn)生一個移位脈沖，并由TXD輸出一個數(shù)據(jù)位。8位數(shù)據(jù)位全部發(fā)送完畢后，置“1”中斷標(biāo)志位TI，然后失效。171．方式1發(fā)送171．方式1發(fā)送

方式1發(fā)送數(shù)據(jù)的時序，如圖所示。181．方式1發(fā)送182．方式1接收數(shù)據(jù)從RXD（P3.0）引腳輸入。當(dāng)檢測到起始位的負(fù)跳變時，則開始接收。定時控制信號有兩種：一種是接收移位時鐘（RX時鐘），它的頻率和傳送的波特率相同。另一種是位檢測器采樣脈沖，它的頻率是RX時鐘的16倍。也就是在1位數(shù)據(jù)期間，有16個采樣脈沖，以波特率的16倍的速率采樣RXD引腳狀態(tài)，當(dāng)采樣到RXD端從1到0的跳變時就啟動檢測器，接收的值是3次連續(xù)采樣（第7、8、9個脈沖時采樣）取其中兩次相同的值，以確認(rèn)是否是真正的起始位（負(fù)跳變）的開始。192．方式1接收192．方式1接收202．方式1接收202121當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完畢以后，必須同時滿足以下兩個條件，這次接收才真正有效。⑴RI=0，即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時，RI=1發(fā)出的中斷請求已被響應(yīng)，SBUF中的數(shù)據(jù)已被取走，說明“接收SBUF”已空。⑵SM2=0或SM2=1且收到的停止位=1（方式1時，停止位已進(jìn)入RB8），則收到的數(shù)據(jù)裝入SBUF和RB8（RB8裝入停止位），且置“1”中斷標(biāo)志RI。若這兩個條件不同時滿足，收到的數(shù)據(jù)不能裝入SBUF，該幀數(shù)據(jù)將丟失。22當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完畢以后，必須同時滿足以下兩個條件，這次接收才7.2.3方式29位異步通信接口。每幀數(shù)據(jù)均為11位，1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位（先低位），1位可程控的第9位數(shù)據(jù)和1位停止位。幀格式見下圖。（TB8）方式2的波特率由下式確定：方式2波特率=（2SMOD/64）×fosc237.2.3方式2方式2的波特率由下式確定：231．方式2發(fā)送發(fā)送前，先根據(jù)通訊協(xié)議由軟件設(shè)置TB8（例如，雙機(jī)通訊時的奇偶校驗(yàn)位或多機(jī)通訊時的地址/數(shù)據(jù)的標(biāo)志位）。方式2發(fā)送數(shù)據(jù)波形如圖所示。241．方式2發(fā)送24例7-1方式2發(fā)送在雙機(jī)通訊中的應(yīng)用。在雙機(jī)通訊中，以TB8作為奇偶校驗(yàn)位，處理方法為數(shù)據(jù)寫入SBUF之前，先將數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位寫入TB8，以保證采用偶校驗(yàn)發(fā)送。PIPTI：PUSHPSW；現(xiàn)場保護(hù)PUSHAccSETBRS1；選擇第2組工作寄存器區(qū)CLRRS0CLRTI；發(fā)送中斷標(biāo)志清“0”MOVA，@R0；取數(shù)據(jù) MOVC,P；校驗(yàn)位送TB8,采用偶校驗(yàn)MOVTB8,CMOVSBUF,A；啟動發(fā)送INCR0；數(shù)據(jù)指針加1POPAcc；恢復(fù)現(xiàn)場 POPPSW RETI ；中斷返回25例7-1方式2發(fā)送在雙機(jī)通訊中的應(yīng)用。252．方式2接收

SM0、SM1=10，且REN=1。數(shù)據(jù)由RXD端輸入，接收11位信息。當(dāng)位檢測邏輯采樣到RXD引腳從1到0的負(fù)跳變，并判斷起始位有效后，便開始接收一幀信息。在接收器完第9位數(shù)據(jù)后，需滿足以下兩個條件，才能將接收到的數(shù)據(jù)送入SBUF。（1）RI=0，意味著接收緩沖器為空。（2）SM2=0或當(dāng)SM2=1時，接收到第9位數(shù)據(jù)位RB8=1。當(dāng)上述兩個條件滿足時，接收到的數(shù)據(jù)送入SBUF（接收緩沖器），第9位數(shù)據(jù)送入RB8，并置“1”RI。若不滿足這兩個條件，接收的信息將被丟棄。262．方式2接收262．方式2接收

串行口方式2接收數(shù)據(jù)的時序波形如圖所示。272．方式2接收27例7-2方式2接收在雙機(jī)通訊中的應(yīng)用。若附加的第9位數(shù)據(jù)為校驗(yàn)位，偶校驗(yàn)處理，R0為數(shù)據(jù)指針。PIRI: PUSHPSW PUSHAcc SETBRS0 ；選擇1組寄存器區(qū) CLRRS1

CLRRI

MOVA,SBUF；收到數(shù)據(jù)送A MOVC,P ；P=1奇數(shù)，P=0偶數(shù) JNCL1 JNBRB8,ERP；ERP為出錯處理程序 AJMPL2L1: JBRB8,ERPL2: MOV@R0,A INCR0 POPAcc POPPSW

ERP: ………；出錯處理程序段 RETI28例7-2方式2接收在雙機(jī)通訊中的應(yīng)用。287.2.4方式3

當(dāng)SM0、SM1=11，串行口工作在方式3。方式3為波特率可變的9位異步通訊方式，除波特率外，方式3和方式2相同。方式3發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的時序波形見方式2的圖。方式3的波特率由下式確定：方式3波特率=（2SMOD/32）×定時器T1的溢出率297.2.4方式329 多個MCS-51單片機(jī)可利用串行口可進(jìn)行多機(jī)通訊。要保證主機(jī)與所選擇的從機(jī)實(shí)現(xiàn)可靠地通訊，必須保證串行口具有識別功能。 串行口控制寄存器SCON中的SM2位就是滿足這一條件而設(shè)置的多機(jī)通訊控制位。原理是在串行口以方式2（或方式3）接收時，若SM2=1，表示置多機(jī)通訊功能位，這時出現(xiàn)兩種可能情況：

（1）接收到的第9位數(shù)據(jù)為1時，數(shù)據(jù)才裝入SBUF，并置中斷標(biāo)志RI=1向CPU發(fā)出中斷請求；

（2）接收到的第9位數(shù)據(jù)為0時，則不產(chǎn)生中斷標(biāo)志，信息將拋棄。 若SM2=0，則接收的第9位數(shù)據(jù)不論是0還是1，都產(chǎn)生RI=1中斷標(biāo)志，接收到的數(shù)據(jù)裝入SBUF中。應(yīng)用上述特性，便可實(shí)現(xiàn)MCS-51的多機(jī)通訊7.3多機(jī)通訊30 多個MCS-51單片機(jī)可利用串行口可進(jìn)行多機(jī)通訊。要保證主主機(jī)的RXD與所有從機(jī)的TXD端相連，TXD與所有從機(jī)的RXD端相連。從機(jī)的地址分別為00H、01H和02H。多機(jī)通訊工作過程：（1）從機(jī)串行口編程為方式2或方式3接收，且置“1”SM2和REN位，使從機(jī)只處于多機(jī)通訊且接收地址幀的狀態(tài)。

主機(jī)：SM2=0，①TB8=1（都能收到） 從機(jī)：①SM2=131主機(jī)的RXD與所有從機(jī)的TXD端相連，TXD與所有從機(jī)的RX（2）在主機(jī)先將從機(jī)地址（即準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的從機(jī)）發(fā)送給各從機(jī),接著才傳送數(shù)據(jù)或命令，主機(jī)發(fā)出的地址信息的第9位為1，數(shù)據(jù)（包括命令）信息的第9位為0。當(dāng)主機(jī)向各從機(jī)發(fā)送地址時，各從機(jī)的串行口接收到的第9位信息RB8為1，且由于SM2=1，則置“1”中斷標(biāo)志位RI，各從機(jī)8031響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)子程序中，判斷主機(jī)送來的地址是否和本機(jī)地址相符合，若為本機(jī)地址，則該從機(jī)清“0”SM2位，準(zhǔn)備接收主機(jī)的數(shù)據(jù)或命令；若地址不相符，則保持SM2=1狀態(tài)。 主機(jī)：SM2=0，TB8=1SBUF：通訊從機(jī)地址 從機(jī)：SM2=1所有從機(jī)均可以接收32（2）在主機(jī)先將從機(jī)地址（即準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的從機(jī)）發(fā)送給各從機(jī)（3）接著主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，此時各從機(jī)串行口接收到的RB8=0，只有與前面地址相符合的從機(jī)系統(tǒng)（即已清“0”SM2位的從機(jī)）才能激活中斷標(biāo)志位RI，從而進(jìn)入中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中接收主機(jī)的數(shù)據(jù)（或命令）；

其它的從機(jī)因SM2保持為1，又RB8=0不激活中斷標(biāo)志RI，不能進(jìn)入中斷，所接收的數(shù)據(jù)丟失不作處理，從而保證主機(jī)和從機(jī)間通訊的正確性。主機(jī)：SM2=0，②TB8=0 符合地址從機(jī)：②SM2=0可以接收主機(jī)數(shù)據(jù)不符合地址從機(jī)：SM2=1所有從機(jī)均可以接收前圖所示的多機(jī)系統(tǒng)是主從式，由主機(jī)控制多機(jī)之間的通訊，從機(jī)和從機(jī)的通訊只能經(jīng)主機(jī)才能實(shí)現(xiàn)。33（3）接著主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，此時各從機(jī)串行口接收到337.4波特率的制定方法方式0和方式2的波特率是固定的；方式1和方式3波特率可由定時器T1的溢出率來確定。7.4.1波特率的定義定義：串行口每秒鐘發(fā)送（或接收）的位數(shù)稱為波特率。對于定時器的不同工作方式，得到的波特率的范圍不一樣，因?yàn)?，?jì)數(shù)位數(shù)的不同。347.4波特率的制定方法方式0和方式2的波特率是固定的；7.4波特率的制定方法7.4.2定時器T1產(chǎn)生波特率的計(jì)算（1）方式0，波特率固定為時鐘頻率fosc的1/12，且不受SMOD位的值的影響。若fosc=12MHz，波特率為fosc/12即1Mb/s。（2）方式2，波特率與SMOD位的值有關(guān)。方式2波特率=（2SMOD/64）×fosc若fosc=12MHz:SMOD=0波特率=187.5kb/s；SMOD=1波特率=375kb/s357.4波特率的制定方法35（3）串行口工作在方式1或方式3時，常用定時器T1作為波特率發(fā)生器，其波特率為： 波特率=（2SMOD/32）×T1的溢出率實(shí)際設(shè)定波特率時，T1常設(shè)置為方式2定時（自動裝初值）這種方式不僅操作方便，也可避免因軟件重裝初值而帶來的定時誤差。實(shí)際使用時，經(jīng)常根據(jù)已知波特率和時鐘頻率來計(jì)算T1的初值X。公式：為避免煩雜的初值計(jì)算，常用的波特率和初值X間的關(guān)系列成表7-2(P148)，以供查用。36（3）串行口工作在方式1或方式3時，常用定時器T1作為波特率表7-2有兩點(diǎn)需要注意：(1)時鐘振蕩頻率為12MHz或6MHz時，表中初值X和相應(yīng)的波特率之間有一定誤差。例如，F(xiàn)DH的對應(yīng)的理論值是10416波特。（時鐘6MHz），與9600波特相差816波特，消除誤差可以調(diào)整時鐘振蕩頻率fosc實(shí)現(xiàn)。例如采用的時鐘振蕩頻率為11.0592MHz（推薦使用）。(2)如果串行通訊選用很低的波特率，例如，波特率選為55，可將定時器T1設(shè)置為方式1定時。但在這種情況下，T1溢出時，需用在中斷服務(wù)程序中重新裝入初值。中斷響應(yīng)時間和執(zhí)行指令時間會使波特率產(chǎn)生一定的誤差，可用改變初值的方法加以調(diào)整。（選擇高一點(diǎn)的波特率）37表7-2有兩點(diǎn)需要注意：37例7-3若8031單片機(jī)的時鐘振蕩頻率為11.0592MHz，選用T1為方式2定時作為波特率發(fā)生器，波特率為2400b/s，求初值。X=244=F4H這里時鐘振蕩頻率選為11.0592MHz，就可使初值為整數(shù)，從而產(chǎn)生精確的波特率。38例7-3若8031單片機(jī)的時鐘振蕩頻率為11.0592MH7.5串行口的編程和應(yīng)用7.5.1串行口方式1應(yīng)用編程（雙機(jī)通訊）

是采用查詢還是中斷方式？ 發(fā)送程序的設(shè)計(jì) 接收程序的設(shè)計(jì)7.5.2串行口方式2應(yīng)用編程

方式2的使用和方式3基本一樣（方式3的波特率要由用戶決定），所以具體使用方法可以參照方式3。7.5.3串行口方式3應(yīng)用編程（雙機(jī)通訊）397.5串行口的編程和應(yīng)用394040若SM2=1，表示置多機(jī)通訊功能位，這時出現(xiàn)兩種可能情況：

（1）接收到的第9位數(shù)據(jù)為1時，數(shù)據(jù)才裝入SBUF，并置中斷標(biāo)志RI=1向CPU發(fā)出中斷請求；

（2）接收到的第9位數(shù)據(jù)為0時，則不產(chǎn)生中斷標(biāo)志，信息將拋棄。41若SM2=1，表示置多機(jī)通訊功能位，這時出現(xiàn)兩種可能情況：442424343第7章MCS-51的串行口7.1串行口的結(jié)構(gòu)7.2串行口的4種方式7.3多機(jī)通訊7.4波特率的制定方法7.5串行口的編程和應(yīng)用44第7章MCS-51的串行口7.1串行口的結(jié)構(gòu)1全雙工的異步通訊串行口。

雙工：接收、發(fā)送數(shù)據(jù)同時進(jìn)行。

異步通訊：收、發(fā)雙方?jīng)]有同步時鐘來控制收、發(fā)雙方同步傳送，而靠各自的時鐘來控制數(shù)據(jù)傳送。4種工作方式,波特率由片內(nèi)定時器/計(jì)數(shù)器控制。每發(fā)送或接收一幀數(shù)據(jù)，均可發(fā)出中斷請求。除用于串行通訊，還可用來擴(kuò)展并行I/O口。45全雙工的異步通訊串行口。27.1串行口的結(jié)構(gòu)串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖，兩個物理上獨(dú)立地接收和發(fā)送緩沖器，可同時收、發(fā)數(shù)據(jù)。兩個數(shù)據(jù)緩沖器共用一個特殊功能寄存器字節(jié)地址：SBUF（99H）。

控制寄存器共兩個：特殊功能寄存器SCON和PCON。467.1串行口的結(jié)構(gòu)37.1.1串行口控制寄存器SCON

字節(jié)地址98H，可位尋址，格式如圖所示。（1）SM0、SM1——串行口4種工作方式的選擇位表串行口的4種工作方式SM0SM1方式 功能說明

000同步移位寄存器方式（用于擴(kuò)展I/O口）0118位異步收發(fā)，波特率可變（由定時器控制）1029位異步收發(fā)，波特率為fosc/64或fosc/321139位異步收發(fā)，波特率可變（由定時器控制）477.1.1串行口控制寄存器SCON4（2）SM2——多機(jī)通信控制位用于方式2或方式3中。當(dāng)串行口以方式2或方式3接收時，

如果SM2=1，只有當(dāng)接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為“1”時，才將接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF，并置“1”RI，產(chǎn)生中斷請求；當(dāng)接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為“0”時，則將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。

如果SM2=0，則不論第9位數(shù)據(jù)是“1”還是“0”，都將前8位數(shù)據(jù)送入SBUF中，并置“1”RI，產(chǎn)生中斷請求。在方式1時，如果SM2=1，則只有收到停止位時才會激活RI。在方式0時，SM2必須為0。48（2）SM2——多機(jī)通信控制位5（3）REN——允許串行接收位 由軟件置“1”或清“0”。 REN=1允許串行口接收數(shù)據(jù)。 REN=0禁止串行口接收數(shù)據(jù)。（4）TB8——發(fā)送的第9位數(shù)據(jù) 方式2和3時，TB8是要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，可作為奇偶校驗(yàn)位使用，也可作為地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志。 =1為地址幀,=0為數(shù)據(jù)幀（5）RB8——接收到的第9位數(shù)據(jù) 方式2和3時，RB8存放接收到的第9位數(shù)據(jù)。在方式1，如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。49（3）REN——允許串行接收位6（6）TI——發(fā)送中斷標(biāo)志位方式0時，串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時由硬件置“1”， 其它工作方式，串行口發(fā)送停止位的開始時置“1”。

TI=1，表示一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束，可供軟件查詢，也可申請中斷。CPU響應(yīng)中斷后,在中斷服務(wù)程序中向SBUF寫入要發(fā)送的下一幀數(shù)據(jù)。TI必須由軟件清0。（7）RI——接收中斷標(biāo)志位 方式0時，接收完第8位數(shù)據(jù)時，RI由硬件置1。 其它工作方式，串行接收到停止位時，該位置“1”。

RI=1，表示一幀數(shù)據(jù)接收完畢，并申請中斷,要求CPU從接收SBUF取走數(shù)據(jù)。該位的狀態(tài)也可供軟件查詢。RI必須由軟件清“0”。50（6）TI——發(fā)送中斷標(biāo)志位77.1.2特殊功能寄存器PCON

字節(jié)地址為87H，沒有位尋址功能。SMOD：波特率選擇位。例如：方式1的波特率的計(jì)算公式為：方式1波特率=（2SMOD/32）×定時器T1的溢出率當(dāng)SMOD=1時，要比SMOD=0時的波特率加倍，也稱SMOD位為波特率倍增位。517.1.2特殊功能寄存器PCON87.2串行口的4種工作方式7.2.1方式0同步移位寄存器輸入輸出方式，常用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展并行I/O口。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。波特率固定為fosc/12。幀格式如下：527.2串行口的4種工作方式7.2.1方式091．方式0發(fā)送

當(dāng)CPU執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF的指令時，產(chǎn)生一個正脈沖，串行口即把SBUF中的8位數(shù)據(jù)以fosc/12的固定波特率從RXD引腳串行輸出，低位在先,TXD引腳輸出同步移位脈沖，發(fā)送完8位數(shù)據(jù)置“1”中斷標(biāo)志位TI。531．方式0發(fā)送102．方式0接收 方式0接收時，REN為串行口接收允許接收控制位，REN=0，禁止接收；REN=1，允許接收。 當(dāng)CPU向串行口的SCON寄存器寫入控制字（置為方式0，并置“1”REN位，同時RI=0）時，產(chǎn)生一個正脈沖，串行口即開始接收數(shù)據(jù)。引腳RXD為數(shù)據(jù)輸入端，TXD為移位脈沖信號輸出端，接收器也以fosc/12的固定波特率采樣RXD引腳的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)接收到8位數(shù)據(jù)時置“1”中斷標(biāo)志RI。表示數(shù)據(jù)接收完畢，可接收下一幀數(shù)據(jù)的。542．方式0接收11方式0下：1）SCON中的TB8、RB8位沒有用到2）發(fā)送或接收完8位數(shù)據(jù)由硬件置“1”TI或RI中斷標(biāo)志位，CPU響應(yīng)中斷。3）TI或RI標(biāo)志位須由用戶軟件清“0”： CLRTI ；TI位清“0” CLRRI ；RI位清“0”4）方式0時，SM2位（多機(jī)通訊控制位）必須為0。55方式0下：12方式0下：接收、發(fā)送的移位時鐘均由單片機(jī)TXD端輸出56方式0下：13例：利用串行口工作方式0擴(kuò)展出8位并行I/O口，驅(qū)動共陽LED數(shù)碼管顯示0—9。ABCLKhgfedcbaCLR+5VVCCTxDRxD51單片機(jī)74LS164共陽LED數(shù)碼管57例：利用串行口工作方式0擴(kuò)展出8位并行I/O口，驅(qū)動共陽LE根據(jù)上圖編寫的通過串行口和74LS164驅(qū)動共陽LED數(shù)碼管(查表)顯示0-9數(shù)字的子程序：DSPLY:MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRMOVSBUF,AJNBTI,$CLRTIRETTABLE:DB0C0H,0F9H,0A4HDB0B0H,99H,92HDB82H,0F8H,80H,90Hhgfedcba累加器A110000000C0H=“0”101100000B0H=“3”共陽極hgfedcbaabcdgefh58根據(jù)上圖編寫的通過串行口和hgfedcba累加7.2.2方式1

SM0、SM1=01。用于數(shù)據(jù)的串行發(fā)送和接收。TXD腳和RXD腳分別用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。方式1收發(fā)一幀的數(shù)據(jù)為10位，1個起始位（0），8個數(shù)據(jù)位，1個停止位（1），先發(fā)送或接收最低位。幀格式如圖所示。波特率由下式確定：方式1波特率=（2SMOD/32）×定時器T1的溢出率SMOD為PCON寄存器的最高位的值（0或1）。

597.2.2方式1波特率由下式確定：161．方式1發(fā)送

方式1輸出時，數(shù)據(jù)位由TXD端輸出，一幀信息為10位，1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位（先低位）和1位停止位1。當(dāng)CPU執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫發(fā)送緩沖器SBUF的指令，就啟動發(fā)送。圖中TX時鐘的頻率就是發(fā)送的波特率。發(fā)送開始時，內(nèi)部發(fā)送控制信號變?yōu)橛行?。將起始位向TXD輸出，此后，每經(jīng)過一個TX時鐘周期，便產(chǎn)生一個移位脈沖，并由TXD輸出一個數(shù)據(jù)位。8位數(shù)據(jù)位全部發(fā)送完畢后，置“1”中斷標(biāo)志位TI，然后失效。601．方式1發(fā)送171．方式1發(fā)送

方式1發(fā)送數(shù)據(jù)的時序，如圖所示。611．方式1發(fā)送182．方式1接收數(shù)據(jù)從RXD（P3.0）引腳輸入。當(dāng)檢測到起始位的負(fù)跳變時，則開始接收。定時控制信號有兩種：一種是接收移位時鐘（RX時鐘），它的頻率和傳送的波特率相同。另一種是位檢測器采樣脈沖，它的頻率是RX時鐘的16倍。也就是在1位數(shù)據(jù)期間，有16個采樣脈沖，以波特率的16倍的速率采樣RXD引腳狀態(tài)，當(dāng)采樣到RXD端從1到0的跳變時就啟動檢測器，接收的值是3次連續(xù)采樣（第7、8、9個脈沖時采樣）取其中兩次相同的值，以確認(rèn)是否是真正的起始位（負(fù)跳變）的開始。622．方式1接收192．方式1接收632．方式1接收206421當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完畢以后，必須同時滿足以下兩個條件，這次接收才真正有效。⑴RI=0，即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時，RI=1發(fā)出的中斷請求已被響應(yīng)，SBUF中的數(shù)據(jù)已被取走，說明“接收SBUF”已空。⑵SM2=0或SM2=1且收到的停止位=1（方式1時，停止位已進(jìn)入RB8），則收到的數(shù)據(jù)裝入SBUF和RB8（RB8裝入停止位），且置“1”中斷標(biāo)志RI。若這兩個條件不同時滿足，收到的數(shù)據(jù)不能裝入SBUF，該幀數(shù)據(jù)將丟失。65當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完畢以后，必須同時滿足以下兩個條件，這次接收才7.2.3方式29位異步通信接口。每幀數(shù)據(jù)均為11位，1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位（先低位），1位可程控的第9位數(shù)據(jù)和1位停止位。幀格式見下圖。（TB8）方式2的波特率由下式確定：方式2波特率=（2SMOD/64）×fosc667.2.3方式2方式2的波特率由下式確定：231．方式2發(fā)送發(fā)送前，先根據(jù)通訊協(xié)議由軟件設(shè)置TB8（例如，雙機(jī)通訊時的奇偶校驗(yàn)位或多機(jī)通訊時的地址/數(shù)據(jù)的標(biāo)志位）。方式2發(fā)送數(shù)據(jù)波形如圖所示。671．方式2發(fā)送24例7-1方式2發(fā)送在雙機(jī)通訊中的應(yīng)用。在雙機(jī)通訊中，以TB8作為奇偶校驗(yàn)位，處理方法為數(shù)據(jù)寫入SBUF之前，先將數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位寫入TB8，以保證采用偶校驗(yàn)發(fā)送。PIPTI：PUSHPSW；現(xiàn)場保護(hù)PUSHAccSETBRS1；選擇第2組工作寄存器區(qū)CLRRS0CLRTI；發(fā)送中斷標(biāo)志清“0”MOVA，@R0；取數(shù)據(jù) MOVC,P；校驗(yàn)位送TB8,采用偶校驗(yàn)MOVTB8,CMOVSBUF,A；啟動發(fā)送INCR0；數(shù)據(jù)指針加1POPAcc；恢復(fù)現(xiàn)場 POPPSW RETI ；中斷返回68例7-1方式2發(fā)送在雙機(jī)通訊中的應(yīng)用。252．方式2接收

SM0、SM1=10，且REN=1。數(shù)據(jù)由RXD端輸入，接收11位信息。當(dāng)位檢測邏輯采樣到RXD引腳從1到0的負(fù)跳變，并判斷起始位有效后，便開始接收一幀信息。在接收器完第9位數(shù)據(jù)后，需滿足以下兩個條件，才能將接收到的數(shù)據(jù)送入SBUF。（1）RI=0，意味著接收緩沖器為空。（2）SM2=0或當(dāng)SM2=1時，接收到第9位數(shù)據(jù)位RB8=1。當(dāng)上述兩個條件滿足時，接收到的數(shù)據(jù)送入SBUF（接收緩沖器），第9位數(shù)據(jù)送入RB8，并置“1”RI。若不滿足這兩個條件，接收的信息將被丟棄。692．方式2接收262．方式2接收

串行口方式2接收數(shù)據(jù)的時序波形如圖所示。702．方式2接收27例7-2方式2接收在雙機(jī)通訊中的應(yīng)用。若附加的第9位數(shù)據(jù)為校驗(yàn)位，偶校驗(yàn)處理，R0為數(shù)據(jù)指針。PIRI: PUSHPSW PUSHAcc SETBRS0 ；選擇1組寄存器區(qū) CLRRS1

CLRRI

MOVA,SBUF；收到數(shù)據(jù)送A MOVC,P ；P=1奇數(shù)，P=0偶數(shù) JNCL1 JNBRB8,ERP；ERP為出錯處理程序 AJMPL2L1: JBRB8,ERPL2: MOV@R0,A INCR0 POPAcc POPPSW

ERP: ………；出錯處理程序段 RETI71例7-2方式2接收在雙機(jī)通訊中的應(yīng)用。287.2.4方式3

當(dāng)SM0、SM1=11，串行口工作在方式3。方式3為波特率可變的9位異步通訊方式，除波特率外，方式3和方式2相同。方式3發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的時序波形見方式2的圖。方式3的波特率由下式確定：方式3波特率=（2SMOD/32）×定時器T1的溢出率727.2.4方式329 多個MCS-51單片機(jī)可利用串行口可進(jìn)行多機(jī)通訊。要保證主機(jī)與所選擇的從機(jī)實(shí)現(xiàn)可靠地通訊，必須保證串行口具有識別功能。 串行口控制寄存器SCON中的SM2位就是滿足這一條件而設(shè)置的多機(jī)通訊控制位。原理是在串行口以方式2（或方式3）接收時，若SM2=1，表示置多機(jī)通訊功能位，這時出現(xiàn)兩種可能情況：

（1）接收到的第9位數(shù)據(jù)為1時，數(shù)據(jù)才裝入SBUF，并置中斷標(biāo)志RI=1向CPU發(fā)出中斷請求；

（2）接收到的第9位數(shù)據(jù)為0時，則不產(chǎn)生中斷標(biāo)志，信息將拋棄。 若SM2=0，則接收的第9位數(shù)據(jù)不論是0還是1，都產(chǎn)生RI=1中斷標(biāo)志，接收到的數(shù)據(jù)裝入SBUF中。應(yīng)用上述特性，便可實(shí)現(xiàn)MCS-51的多機(jī)通訊7.3多機(jī)通訊73 多個MCS-51單片機(jī)可利用串行口可進(jìn)行多機(jī)通訊。要保證主主機(jī)的RXD與所有從機(jī)的TXD端相連，TXD與所有從機(jī)的RXD端相連。從機(jī)的地址分別為00H、01H和02H。多機(jī)通訊工作過程：（1）從機(jī)串行口編程為方式2或方式3接收，且置“1”SM2和REN位，使從機(jī)只處于多機(jī)通訊且接收地址幀的狀態(tài)。

主機(jī)：SM2=0，①TB8=1（都能收到） 從機(jī)：①SM2=174主機(jī)的RXD與所有從機(jī)的TXD端相連，TXD與所有從機(jī)的RX（2）在主機(jī)先將從機(jī)地址（即準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的從機(jī)）發(fā)送給各從機(jī),接著才傳送數(shù)據(jù)或命令，主機(jī)發(fā)出的地址信息的第9位為1，數(shù)據(jù)（包括命令）信息的第9位為0。當(dāng)主機(jī)向各從機(jī)發(fā)送地址時，各從機(jī)的串行口接收到的第9位信息RB8為1，且由于SM2=1，則置“1”中斷標(biāo)志位RI，各從機(jī)8031響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)子程序中，判斷主機(jī)送來的地址是否和本機(jī)地址相符合，若為本機(jī)地址，則該從機(jī)清“0”SM2位，準(zhǔn)備接收主機(jī)的數(shù)據(jù)或命令；若地址不相符，則保持SM2=1狀態(tài)。 主機(jī)：SM2=0，TB8=1SBUF：通訊從機(jī)地址 從機(jī)：SM2=1所有從機(jī)均可以接收75（2）在主機(jī)先將從機(jī)地址（即準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的從機(jī)）發(fā)送給各從機(jī)（3）接著主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，此時各從機(jī)串行口接收到的RB8=0，只有與前面地址相符合的從機(jī)系統(tǒng)（即已清“0”SM2位的從機(jī)）才能激活中斷標(biāo)志位RI，從而進(jìn)入中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中接收主機(jī)的數(shù)據(jù)（或命令）；

其它的從機(jī)因SM2保持為1，又RB8=0不激活中斷標(biāo)志RI，不能進(jìn)入中斷，所接收的數(shù)據(jù)丟失不作處理，從而保證主機(jī)和從機(jī)間