51單片機串行通信的原理解析-設(shè)計應(yīng)用

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51單片機內(nèi)部有一個全雙工串行接口。什么叫全雙工串口呢？一般來說，只能接受或只能發(fā)送的稱為單工串行;既可接收又可發(fā)送，但不能同時進行的稱為半雙工;能同時接收和發(fā)送的串行口稱為全雙工串行口。串行通信是指數(shù)據(jù)一位一位地按順序傳送的通信方式，其突出優(yōu)點是只需一根傳輸線，可大大降低硬件成本，適合遠距離通信。其缺點是傳輸速度較低。

與之前一樣，首先我們來了解單片機串口相關(guān)的寄存器。

SBUF寄存器：它是兩個在物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，可通過指令對SBUF的讀寫來區(qū)別是對接收緩沖器的操作還是對發(fā)送緩沖器的操作。從而控制外部兩條獨立的收發(fā)信號線RXD（P3.0）、TXD（P3.1），同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全雙工。

串行口控制寄存器SCON（見表1）。

表1SCON寄存器

51單片機串行通信的原理解析

表中各位（從左至右為從高位到低位）含義如下。

SM0和SM1：串行口工作方式控制位，其定義如表2所示。

表2串行口工作方式控制位

其中，fOSC為單片機的時鐘頻率;波特率指串行口每秒鐘發(fā)送（或接收）的位數(shù)。

SM2：多機通信控制位。該僅用于方式2和方式3的多機通信。其中發(fā)送機SM2=1（需要程序控制設(shè)置）。接收機的串行口工作于方式2或3，SM2=1時，只有當(dāng)接收到第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1時，才把接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF，且置位RI發(fā)出中斷申請引發(fā)串行接收中斷，否則會將接受到的數(shù)據(jù)放棄。當(dāng)SM2=0時，就不管第位數(shù)據(jù)是0還是1，都將數(shù)據(jù)送入SBUF，并置位RI發(fā)出中斷申請。工作于方式0時，SM2必須為0。

REN：串行接收允許位：REN=0時，禁止接收;REN=1時，允許接收。

TB8：在方式2、3中，TB8是發(fā)送機要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。在多機通信中它代表傳輸?shù)牡刂坊驍?shù)據(jù)，TB8=0為數(shù)據(jù)，TB8=1時為地址。

RB8：在方式2、3中，RB8是接收機接收到的第9位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)正好來自發(fā)送機的TB8，從而識別接收到的數(shù)據(jù)特征。

TI：串行口發(fā)送中斷請求標(biāo)志。當(dāng)CPU發(fā)送完一串行數(shù)據(jù)后，此時SBUF寄存器為空，硬件使TI置1，請求中斷。CPU響應(yīng)中斷后，由軟件對TI清零。

RI：串行口接收中斷請求標(biāo)志。當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時，此時SBUF寄存器為滿，硬件使RI置1，請求中斷。CPU響應(yīng)中斷后，用軟件對RI清零。

電源控制寄存器PCON（見表3）。

表3PCON寄存器

表中各位（從左至右為從高位到低位）含義如下。

SMOD：波特率加倍位。SMOD=1，當(dāng)串行口工作于方式1、2、3時，波特率加倍。SMOD=0，波特率不變。

GF1、GF0：通用標(biāo)志位。

PD（PCON.1）：掉電方式位。當(dāng)PD=1時，進入掉電方式。

IDL（PCON.0）：待機方式位。當(dāng)IDL=1時，進入待機方式。

另外與串行口相關(guān)的寄存器有前面文章敘述的定時器相關(guān)寄存器和中斷寄存器。定時器寄存器用來設(shè)定波特率。中斷允許寄存器IE中的ES位也用來作為串行I/O中斷允許位。當(dāng)ES=1，允許串行I/O中斷;當(dāng)ES=0，禁