模塊八 串行通信及實(shí)驗(yàn) - 串行口結(jié)構(gòu)

8.3MCS-51單片機(jī)的串行接口MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)可編程全雙工串行通信接口，它具有UART的全部功能，該接口不僅可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，也可做同步移位寄存器使用。該串行口有4種工作方式，幀格式有8位、10位和11位，并能設(shè)置各種波特率。本節(jié)將對(duì)其結(jié)構(gòu)、工作方式和波特率進(jìn)行介紹。8.3.1MCS-51單片機(jī)的串行口結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF，SBUF屬于特殊功能寄存器。發(fā)送緩沖器只能寫(xiě)入不能讀出，接收緩沖器只能讀出不能寫(xiě)入，二者共用一個(gè)字節(jié)地址（99H）。串行口的結(jié)構(gòu)如圖8.8所示。特殊功能寄存器與MCS-51串行口有關(guān)的特殊功能寄存器有SBUF，SCON，PCON，下面對(duì)它們分別詳細(xì)介紹。圖8.8MCS-51單片機(jī)串行口結(jié)構(gòu)示意圖

8.3.2串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBUFSBUF是兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送寄存器，一個(gè)用于存放接收到的數(shù)據(jù)，另一個(gè)用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)，可同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。兩個(gè)緩沖器共用一個(gè)地址99H，通過(guò)對(duì)SBUF的讀、寫(xiě)指令來(lái)區(qū)別是對(duì)接收緩沖器還是發(fā)送緩沖器進(jìn)行操作。CPU在寫(xiě)SBUF時(shí)，就是修改發(fā)送緩沖器；讀SBUF，就是讀接收緩沖器的內(nèi)容。接收或發(fā)送數(shù)據(jù)接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，是通過(guò)串行口對(duì)外的兩條獨(dú)立收發(fā)信號(hào)線(xiàn)RXD（P3.0）、TXD(P3.1)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此可以同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，為全雙工制式。

8.3.3串行口控制寄存器SCONSCON用來(lái)控制串行口的工作方式和狀態(tài)，可以位尋址，字節(jié)地址為98H。其格式如圖8.9所示。SCON9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H

圖8.9SCON的各位定義

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1：串行工作方式選擇位。定義如下表8.1所示。表8.1

串行工作方式選擇位

SM0SM1工作方式功能波特率

00方式08位同步移位寄存器fosc/12

01方式110位UART可變

10方式211位UARTfosc/64或fosc/32

11方式311位UART可變多機(jī)通信控制位SM2：多機(jī)通信控制位，用于方式2和方式3中。在方式2和方式3處于接收時(shí),若SM2=1,且接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8為0時(shí),不激活RI；若SM2=1，且RB8=1時(shí)，則置RI=1。方式2、3處于接收或發(fā)送方式在方式2、3處于接收或發(fā)送方式，若SM2=0，不論接收到第9位RB8為0還是為1，TI，RI都以正常方式被激活。在方式1處于接收時(shí)，若SM2=1,則只有收到有效的停止位后，RI置1。在方式0中，SM2應(yīng)為0。允許串行接收位REN：允許串行接收位。由軟件置位或清零。REN=1時(shí)，允許接收，REN=0時(shí)，禁止接收。TB8：發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位。在方式2和方式3中，由軟件置位或復(fù)位，可做奇偶校驗(yàn)位。在多機(jī)通信中，可作為區(qū)別地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識(shí)位，一般約定地址幀時(shí)TB8為1，數(shù)據(jù)幀時(shí)TB8為0。RB8：接收數(shù)據(jù)的第9位。功能同TB8。發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位發(fā)送中斷標(biāo)志位TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位。在方式0中，發(fā)送完8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位；在其他方式中，在發(fā)送停止位之初由硬件置位。因此TI是發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)的標(biāo)志，可以用指令來(lái)查詢(xún)是否發(fā)送結(jié)束。TI=1時(shí)，也可向CPU申請(qǐng)中斷，響應(yīng)中斷后都必須由軟件清除TI。接收中斷標(biāo)志位RI：接收中斷標(biāo)志位。在方式0中，接收完8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位；在其他方式中，在接收停止位的中間由硬件置位。同TI一樣，也可以通過(guò)指令來(lái)查詢(xún)是否接收完一幀數(shù)據(jù)。RI=1時(shí)，也可申請(qǐng)中斷，響應(yīng)中斷后都必須由軟件清除RI。SCON中的低2位與中斷有關(guān)SCON中的低2位與中斷有關(guān)，在中斷的有關(guān)章節(jié)中有詳細(xì)論述。8.3.4電源及波特率選擇寄存器PCONPCON主要是為CHMOS型單片機(jī)的電源控制而設(shè)置的專(zhuān)用寄存器，不可以位尋址，字節(jié)地址為87H。在HMOS的8051單片機(jī)中，PCON除了最高位以外其它位都是虛設(shè)的。其格式如圖8.10所示。圖8.10PCON的各位定義SMOD為波特率選擇位與串行通信有關(guān)的只有SMOD位。