第8章 AT89S51单片机的串行口VIP免费

第8章串行口的工作原理及应用1AT89S51集成一个全双工通用异步收发（UART）串行口。全双工：两个单片机之间串行数据可同时双向传输。异步通信：收、发双方使用各自时钟控制发送和接收，省去收、发双方的1条同步时钟信号线，使异步串行通信连接更简单且易实现。8.1串行口结构AT89S51串行口内部结构见图8-1。有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF（特殊功能寄存器），可同时收发数据。发送缓冲器只写不读，接收缓冲器只读不写，两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址（99H）。控制寄存器共有2个：特殊功能寄存器SCON和PCON。下面详细介绍各位功能。3图8-1串行口的内部结构8.1.1串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON，字节地址98H，可位寻址，位地址为98H～9FH，即SCON的所有位都可用软件来进行位操作清“0”或置“1”。SCON格式见图8-2。4图8-2串口控制寄存器SCON格式寄存器SCON各位功能：（1）SM0、SM1—串口4种工作方式选择SM0、SM12位编码对应4种工作方式见表8-1。5表8-1串口4种工作方式表8-1(2）SM2—多机通信控制位多机通信是在方式2和方式3下进行，因此SM2位主要用于方式2或方式3。当串口以方式2或方式3接收时，如SM2=1，则只有当接收到的第9位数据（RB8）为“1”时，才使RI置“1”，产生中断请求，并将收到的前8位数据送入SBUF；当收到的第9位数据（RB8）为“0”时，则将收到的前8位数据丢弃。当SM2=0时，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都将接收的前8位数据送入SBUF中，并使RI置“1”，产生中断请求。方式1时，如果SM2=1，则只有收到有效的停止位时才会激活RI。方式0时，SM2必须为0。6(3）REN—允许串行接收位，由软件置“1”或清“0”。REN=1，允许串行口接收数据。REN=0，禁止串行口接收数据。（4）TB8—发送的第9位数据在方式2和方式3时，TB8是要发送的第9位数据，其值由软件置“1”或清“0”。在双机串行通信时，TB8一般作为奇偶校验位使用；也可在多机串行通信中表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为地址帧，TB8=0为数据帧。7（5）RB8—接收的第9位数据在方式2和方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。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）TI—发送中断标志位方式0时，串行发送的第8位数据结束时，TI由硬件置“1”，在其他工作方式中，串行口发送停止位的开始时，置TI为“1”。TI=1，表示1帧数据发送结束。TI位状态可供软件查询，也可申请中断。CPU响应中断后，在中断服务程序向SBUF写入要发送的下一帧数据。注意：TI必须由软件清“0”。（7）RI—接收中断标志位8串口在方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置“1”。在其他工作方式中，串行接收到停止位时，该位置“1”。RI=1，表示一帧数据接收完毕，并申请中断，要求CPU从接收SBUF取走数据。该位状态也可供软件查询。注意：RI必须由软件清“0”。8.1.2特殊功能寄存器PCON字节地址为87H，不能位寻址。格式见图8-3。仅最高位SMOD与串口有关，低4位功能在第2章中已介绍。SMOD位：波特率选择位。9图8-3特殊功能寄存器PCON的格式例如，方式1的波特率计算公式为当SMOD=1时，比SMOD=0时波特率加倍，所以也称SMOD位为波特率倍增位。118.2串行口的4种工作方式4种工作方式由特殊功能寄存器SCON中SM0、SM1位定义，编码见表8-1。8.2.1方式0方式0为同步移位寄存器输入/输出方式。该方式并不用于两个AT89S51单片机间的异步串行通信，而是用于外接移位寄存器，用来扩展并行I/O口。方式0以8位数据为1帧，没有起始位和停止位，先发送或接收最低位。波特率是固定的，为fosc/12。帧格式见图8-4。12图8-4方式0帧格式1．方式0输出（1）方式0输出的工作原理当单片机执行将数据写入发送缓冲器SBUF指令时，产生一个正脉冲，串口把8位数据以fosc/12固定波特率从RXD脚串行输出，低位在先，TXD脚输出同步移位脉冲，当8位数据发送完，中断标志位TI置“1”。方式0的发送时序见图8-5。13图8-5方式0发送时序（2）方式0输出的应用案例典型应用是串口外接串行输入/并行输出的同步移位寄存器74LS164，实现并行端口的扩展。图8-6为串口方式0，通过74LS164输出控制8个外接LED发光二极管亮灭的接口电路...