（本科）第8章串行口ppt课件.ppt

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1、课程主讲人：第8章 串行口2第第8章章 AT89S52单片机单片机 的串行口的串行口23内容概要内容概要 本章介绍本章介绍AT89S52单片机片内全双工通用异步收发（单片机片内全双工通用异步收发（UART）串行口的）串行口的基本结构与工作原理以及相关的特殊功能寄存器，串行口的基本结构与工作原理以及相关的特殊功能寄存器，串行口的4种工作方式。种工作方式。 本章还介绍如何利用单片机串行口实现多机串行通信，单片机串行通信本章还介绍如何利用单片机串行口实现多机串行通信，单片机串行通信的各种应用编程以及单片机与的各种应用编程以及单片机与PC机的串行通信。机的串行通信。 此外，从实用角度对目前单片机串行通

2、信广泛使用的各种常见的标准串此外，从实用角度对目前单片机串行通信广泛使用的各种常见的标准串行通信接口行通信接口RS232、RS422以及以及RS485也作以简要介绍。也作以简要介绍。48.1 串行通信基础串行通信基础 随着单片机的广泛应用与计算机网络技术的普及，单片机与个人计算机随着单片机的广泛应用与计算机网络技术的普及，单片机与个人计算机或单片机与单片机之间的通信使用较多。或单片机与单片机之间的通信使用较多。8.1.1 并行通信与串行通信并行通信与串行通信 单片机的数据通信有单片机的数据通信有并行通信并行通信与与串行通信串行通信两种方式。两种方式。1. 并行通信并行通信 单片机的并行通信通常

3、使用多条数据线将数据字节的各个位同时传送，单片机的并行通信通常使用多条数据线将数据字节的各个位同时传送，每一位数据都需要一条传输线，此外还需要一条或几条控制信号线。并行每一位数据都需要一条传输线，此外还需要一条或几条控制信号线。并行通信的示意图见通信的示意图见图图8-1。5图图8-1 并行通信示意图并行通信示意图6 并行通信相对传输速度快。但由于传输线较多，并行通信相对传输速度快。但由于传输线较多，长距离传送时成本高长距离传送时成本高，因，因此这种方式适合于此这种方式适合于短距离短距离的数据传输。的数据传输。2. 串行通信串行通信 单片机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

4、传单片机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传送。一次只能传送一位，对于一个字节的数据，至少要分送。一次只能传送一位，对于一个字节的数据，至少要分8位才能传送完毕位才能传送完毕。如。如图图8-2所示。所示。 串行通信在串行通信在发送发送时，要把并行数据变成串行数据发送到线路上去，接收时时，要把并行数据变成串行数据发送到线路上去，接收时要把串行数据再变成并行数据。要把串行数据再变成并行数据。 串行通信传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成设备串行通信传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成设备，因此在单片机应用系统中，串行通信的使用非常普遍。，因此在

5、单片机应用系统中，串行通信的使用非常普遍。7图图8-2 串行通信的示意图串行通信的示意图 88.1.2 同步通信与异步通信同步通信与异步通信 串行通信又有串行通信又有两种方式两种方式：异步通信与同步通信。：异步通信与同步通信。 同步串行通信同步串行通信是采用一个是采用一个同步时钟同步时钟，通过一条同步时钟线，加到收发双，通过一条同步时钟线，加到收发双方，使收、发双方达到完全同步，此时，传输数据的位之间的距离均为方，使收、发双方达到完全同步，此时，传输数据的位之间的距离均为“位间隔位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，既保持位同步关系。同的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，既保持位同步关系

6、。同步通信及数据格式见步通信及数据格式见图图8-3。 异步串行通信异步串行通信是指收、发双方是指收、发双方使用各自的时钟使用各自的时钟控制数据的发送和接收，控制数据的发送和接收，这样可省去连接收、发双方的一条同步时钟信号线，使得异步串行通信连这样可省去连接收、发双方的一条同步时钟信号线，使得异步串行通信连接更加简单且容易实现。为使收发双方协调，要求收、发双方的时钟尽可接更加简单且容易实现。为使收发双方协调，要求收、发双方的时钟尽可能一致。能一致。9图图8-3 同步通信及数据格式同步通信及数据格式10 图图8-4给出了异步串行通信的示意图以及数据帧格式。异步串行通信是给出了异步串行通信的示意图以

7、及数据帧格式。异步串行通信是以数据帧为单位进行数据传输，各数据帧之间的间隔是任意的，但每个数以数据帧为单位进行数据传输，各数据帧之间的间隔是任意的，但每个数据帧中的各位是以固定的时间传送的。据帧中的各位是以固定的时间传送的。 异步串行通信不要求收、发双方时钟严格一致，实现容易，成本低，但异步串行通信不要求收、发双方时钟严格一致，实现容易，成本低，但是每个数据帧要附加起始位、停止位有时还要再加上校验位。是每个数据帧要附加起始位、停止位有时还要再加上校验位。 同步串行通信相比异步串行通信，同步串行通信数据传输的效率较高，同步串行通信相比异步串行通信，同步串行通信数据传输的效率较高，但是额外增加了一

8、条同步时钟线。但是额外增加了一条同步时钟线。11图图8-4 异步串行通信异步串行通信128.1.3 串行通信的传输模式串行通信的传输模式 串行通信按照按照数据传输的方向及时间关系可分为单工、半双工和全双串行通信按照按照数据传输的方向及时间关系可分为单工、半双工和全双工。工。1.单工单工 数据传输仅能按一个固定方向传输，不能反向传输，如数据传输仅能按一个固定方向传输，不能反向传输，如图图8-5（a）。2.半双工半双工 数据传输可双向传输，但数据传输可双向传输，但不能同时不能同时传输，如传输，如图图8-5（b）。3.全双工全双工 数据传输可数据传输可同时进行双向传输同时进行双向传输，如图，如图8-

9、5（c）所示。所示。13 （b）半双工）半双工 （a）单工）单工 （c）全双工）全双工图图8-5 单工、半双工和全双工的数据传输模式单工、半双工和全双工的数据传输模式 148.1.4 串行通信的错误校验串行通信的错误校验 在串行通信中，往往要对数据传送的正确与否进行校验。校验时保证传在串行通信中，往往要对数据传送的正确与否进行校验。校验时保证传输数据准确无误的关键。常用的有奇偶校验与循环冗余码校验等方法。输数据准确无误的关键。常用的有奇偶校验与循环冗余码校验等方法。1. 奇偶校验奇偶校验 串行发送数据时，数据位尾随串行发送数据时，数据位尾随1位奇偶校验位（位奇偶校验位（1或或0）。）。 当约定

10、为当约定为奇校验奇校验时，数据中时，数据中“1”的个数与校验位的个数与校验位“1”的个数之和应为的个数之和应为奇奇数数； 当约定为当约定为偶校验偶校验时，数据中时，数据中“1”的个数与校验位的个数与校验位“1”的个数之和应为的个数之和应为偶偶数数。数据发送方与接收方应一致。在接收数据帧时，对。数据发送方与接收方应一致。在接收数据帧时，对“1”的个数进行校的个数进行校验，若发现不一致，则说明数据传输过程中出现了差错，则通知发送端重验，若发现不一致，则说明数据传输过程中出现了差错，则通知发送端重发。发。152. 代码和校验代码和校验 代码和校验是发送方将所发数据块求和或各字节异或，产生一个字节的校

11、代码和校验是发送方将所发数据块求和或各字节异或，产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据时同时对数据块（除验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据时同时对数据块（除校验字节）求和或各字节异或，将所得结果与发送方的校验字节）求和或各字节异或，将所得结果与发送方的“校验和校验和”进行比较进行比较，如果相符，则无差错，否则即认为在传输过程中出现了差错。，如果相符，则无差错，否则即认为在传输过程中出现了差错。3. 循环冗余码校验循环冗余码校验 循环冗余码校验纠错能力强，容易实现。校验是通过某种数学运算实现有循环冗余码校验纠错能力强，容易实现。校验是通过某种数学运算实现有

12、效信息与校验位之间的循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整效信息与校验位之间的循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验等。是目前应用最广的检错码编码方式之一，广泛用于同步通信中。性校验等。是目前应用最广的检错码编码方式之一，广泛用于同步通信中。168.2 串行口的结构串行口的结构 结构见结构见图图8-6。 有有两个物理上独立两个物理上独立的的接收、发送缓冲器接收、发送缓冲器SBUF（属于特殊功能寄存器），（属于特殊功能寄存器），可同时发送、接收数据。可同时发送、接收数据。 发送缓冲器发送缓冲器只能写入不能读出只能写入不能读出 接收缓冲器接收缓冲器只能读出不能写入只能读出不能

13、写入 两个缓冲器两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址共用一个特殊功能寄存器字节地址（99H）。）。 控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器SCON和和PCON。1617 图图8-6 串行口的内部结构图串行口的内部结构图17188.2.1 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON 字节地址字节地址98H，可位寻址，可位寻址，位地址位地址为为98H9FH。格式如。格式如图图8-7。18 介绍介绍SCON中各位的功能。中各位的功能。（1）SM0、SM1串行口串行口4种工作方式种工作方式选择位选择位 SM0、SM1所对应的所对应的4种工作方式种工作方式见见表表8-1。

14、图图8-7 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON的格式的格式19（2 2）SM2SM2多机通信控制位多机通信控制位 多机通信是在方式多机通信是在方式2 2和方式和方式3 3下进行。当下进行。当串口以方式串口以方式2 2或或方式方式3 3接收时接收时，如果如果SM2=1SM2=1，则只有当，则只有当接收到的第接收到的第9 9位数据位数据（RB8RB8）为为“1 1”时时，才使，才使RIRI置置“1 1”，产生中断请求，并将接收到的前，产生中断请求，并将接收到的前8 8位数据送入位数据送入SBUFSBUF。 当当接收到的第接收到的第9 9位数据位数据（RB8RB8）为为“0 0”时时，则将接收

15、到的前，则将接收到的前8 8位数据丢位数据丢弃。弃。1920 当当SM2= 0时，则时，则不论第不论第9位数据是位数据是1还是还是0，都将前都将前8位数据送入位数据送入SBUF中，中，并使并使RI置置1，产生中断请求。产生中断请求。 在在方式方式1时，如果时，如果SM2=1，则只有收到有效的停止位时才会激活，则只有收到有效的停止位时才会激活RI。 在在方式方式0时，时，SM2必须为必须为0。（3）REN允许串行接收位。允许串行接收位。 由软件置由软件置“1”或清或清“0”。 REN=1，允许允许串行口接收数据。串行口接收数据。 REN=0，禁止禁止串行口接收数据。串行口接收数据。2021（4）

16、TB8发送的第发送的第9位数据位数据方式方式2和方式和方式3，TB8是要发送的第是要发送的第9位数据，其值由软件置位数据，其值由软件置“1”或清或清“0”。在。在双机串行通信双机串行通信时，一般作为时，一般作为奇偶校验位奇偶校验位使用；在使用；在多机串行通信多机串行通信中中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧，用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为为地址帧地址帧，TB8=0为为数据数据帧帧。（5）RB8接收的第接收的第9位数据位数据方式方式2和方式和方式3，RB8存放接收到的存放接收到的第第9位位数据数据。在。在方式方式1，如，如SM2=0，RB8是接收到的停止位。在是接收到的停止

17、位。在方式方式0，不使用，不使用RB8。（6）TI发送中断标志位发送中断标志位方式方式0，串行发送的，串行发送的第第8位数据结束时位数据结束时TI由硬件置由硬件置“1”，在在其他方式其他方式中，中，串行口发送停止位的开始时置串行口发送停止位的开始时置TI 为为“1”。2122 TI =1，表示，表示一帧数据发送结束一帧数据发送结束。TI的状态可供软件查询，也可申请的状态可供软件查询，也可申请中断。中断。CPU响应中断后，在中断服务程序中向响应中断后，在中断服务程序中向SBUF写入要发送的下一写入要发送的下一帧数据。帧数据。TI必须由软件清必须由软件清“0”。（7）RI接收中断标志位接收中断标志

18、位 方式方式0时，时，接收完第接收完第8位数据位数据时，时，RI由硬件置由硬件置“1”。在其他工作方式。在其他工作方式中，串行接收到停止位时，该位置中，串行接收到停止位时，该位置“1”。RI = 1，表示一帧数据接收完，表示一帧数据接收完毕，并申请中断，要求毕，并申请中断，要求CPU从接收从接收SBUF取走数据。该位的状态也可供取走数据。该位的状态也可供软件查询。软件查询。RI必须由软件清必须由软件清“0”。 SCON的的所有位所有位都可进行位操作清都可进行位操作清“0”或置或置“1”。238.2.2 特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCON 字节地址字节地址为为87H，不能位寻址。格式如，不能位

19、寻址。格式如图图8-8所示所示。23图图8-8 特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCON的格式的格式24 下面介绍下面介绍PCON中各位功能。仅最高位中各位功能。仅最高位SMOD与串口有关，与串口有关，其他各位其他各位的功能已在的功能已在第第2章章的节电工作方式一节中作过介绍。的节电工作方式一节中作过介绍。 SMOD：波特率选择位。波特率选择位。 例如例如，方式，方式1的波特率计算公式为的波特率计算公式为 24SMOD232 当当SMOD = 1时，时，要比要比SMOD = 0时的波特率加倍时的波特率加倍，所以也称，所以也称SMOD位位为为波特率倍增位波特率倍增位。258.3 串行口的串行口的4种

20、工作方式种工作方式 4种工作方式由种工作方式由SCON中中SM0、SM1位位定义，编码见定义，编码见表表6-1。8.3.1 方式方式0 方式方式0为为同步移位寄存器输入同步移位寄存器输入/输出方式输出方式。该方式并。该方式并不用于两个单片机之间不用于两个单片机之间的异步串行通信的异步串行通信，而是，而是用于串行口外接移位寄存器用于串行口外接移位寄存器，扩展并行，扩展并行I/O口。口。 8位数据为一帧，位数据为一帧，无无起始位起始位和和停止位停止位，先发送或接收最低位。波特率固定，先发送或接收最低位。波特率固定，为为fosc/12。帧格式如。帧格式如图图8-9所示所示。25图图8-9 方式方式0

21、的帧格式的帧格式261方式方式0输出输出（1）方式）方式0输出的工作原理输出的工作原理 当当CPU执行一条将数据执行一条将数据写入发送缓冲器写入发送缓冲器SBUF的指令的指令时，时，产生一个正脉冲产生一个正脉冲，串行口开始把串行口开始把SBUF中的中的8位数据以位数据以fosc/12的的固定波特率固定波特率从从RXD引脚串行输出，引脚串行输出，低位在先，低位在先，TXD引脚输出同步移位脉冲，引脚输出同步移位脉冲，发送完发送完8位数据，中断标志位位数据，中断标志位TI置置“1”。发送时序如发送时序如图图8-10所示所示。262727图图8-10 方式方式0发送时序发送时序28（2）方式）方式0输

22、出的应用案例输出的应用案例 方式方式0输出的典型应用是串行口输出的典型应用是串行口外接外接串行输入串行输入/并行输出的同步移位寄并行输出的同步移位寄存器存器74LS164，实现并行输出端口的扩展。，实现并行输出端口的扩展。 图图8-11所示为串行口工作在方式所示为串行口工作在方式0，通过，通过74LS164的输出来控制的输出来控制8个外个外接接LED发光二极管亮灭的接口电路。当串行口被设置在方式发光二极管亮灭的接口电路。当串行口被设置在方式0输出时，输出时，串行数据由串行数据由RXD端（端（P3.0）送出，移位脉冲由）送出，移位脉冲由TXD端（端（P3.1）送出。在）送出。在移位脉冲的作用下，

23、串行口发送缓冲器的数据逐位地从移位脉冲的作用下，串行口发送缓冲器的数据逐位地从RXD端串行地移端串行地移入入74LS164中。中。282929 图图8-11 方式方式0输出外接输出外接8个个LED发光二极管接口电路发光二极管接口电路 30【例例8-1】 如如图图8-11所示，编写程序控制所示，编写程序控制8个发光二极管流水点亮。个发光二极管流水点亮。图中图中74LS164的的8脚（脚（CLK端）为同步脉冲输入端，端）为同步脉冲输入端， 9脚脚为控制端，由单为控制端，由单片机的片机的P1.0控制，当控制，当9脚为脚为0时，允许串行数据由时，允许串行数据由RXD端（端（P3.0）向）向74LS16

24、4的串行数据输入端（的串行数据输入端（1脚和脚和2脚）输入，此时脚）输入，此时74LS164的的8位并位并行输出端关闭；当行输出端关闭；当9脚为脚为1时，串行数据输入端（时，串行数据输入端（1脚和脚和2脚）关闭，但是脚）关闭，但是允许允许74LS164中的中的8位数据并行输出。位数据并行输出。当串行口将当串行口将8位串行数据发送完毕后，申请中断，在中断服务程序中位串行数据发送完毕后，申请中断，在中断服务程序中，单片机向串行口输出下一个，单片机向串行口输出下一个8位数据。位数据。采用中断方式的采用中断方式的参考程序参考程序如下：如下： 31#include #include /包含移位函数的头文

25、件包含移位函数的头文件sbit P1_0=0 x90;unsigned char nSendByte;void delay(unsigned int i) /延时函数延时函数unsigned char j;for(;i0;i-) /变量变量i由实际参数传入一个值，因此由实际参数传入一个值，因此i不能赋初值不能赋初值for(j=0;j125;j+);main( )/主函数主函数 SCON=0 x00; / 设置串行口为方式设置串行口为方式0EA=1;/ 全局中断允许全局中断允许32ES=1;/ 允许串行口中断允许串行口中断 nSendByte=1; / 点亮数据初始值为点亮数据初始值为0000

26、0001送入送入nSendByteSBUF=nSendByte; / CPU向向SBUF写入点亮数据，启动串行发送写入点亮数据，启动串行发送P1_0=0; / P1.0=0控制串行口向控制串行口向74LS164串行发送数据串行发送数据while(1) ;void Serial_Port( ) interrupt 4 using 0/串行口中断函数串行口中断函数if(TI) / 判判TI的值，如果的值，如果TI=1，1个字节串行发完个字节串行发完P1_0=1; / P1_0=1，允许，允许74LS164并行输出，流水点亮二极管并行输出，流水点亮二极管33SBUF=nSendByte;/ 向向SB

27、UF写入数据，启动串行发送写入数据，启动串行发送delay(500); / 延时，点亮二极管持续一段时间延时，点亮二极管持续一段时间P1_0=0; / P1_0=0，允许向，允许向74LS164串行写入，关闭并行输出串行写入，关闭并行输出nSendByte=nSendByte1; / 点亮二极管的数据左移点亮二极管的数据左移1位位if(nSendByte=0) nSendByte=1; / 判点亮数据是否左移判点亮数据是否左移8次？是，重新向次？是，重新向nSendByte / 写入点亮数据写入点亮数据0000 0001SBUF=nSendByte;/ 向向74LS164再次串行发送点亮数据再

28、次串行发送点亮数据TI=0;RI=0; 34程序说明如下：程序说明如下： （1）程序的第程序的第4行定义了全局变量行定义了全局变量nSendByte，以便在中断函数中能，以便在中断函数中能访问该变量。全局变量访问该变量。全局变量nSendByte用于存放从串行口发出的点亮数据，在程用于存放从串行口发出的点亮数据，在程序中使用左移序中使用左移1位操作符位操作符“”对变量对变量nSendByte进行移位，使得从串口发出进行移位，使得从串口发出的数据为的数据为0 x01、0 x02、0 x04、0 x08、0 x10、0 x20、0 x40、0 x80，从而流，从而流水点亮各个发光二极管。水点亮各个

29、发光二极管。 （2）程序中程序中if语句的作用是当语句的作用是当nSendByte左移左移1位位8次由次由0 x80变为变为0 x00后，需对变量后，需对变量nSendByte重新赋值为重新赋值为0 x01。 （3）主程序中的主程序中的SBUF=nSendByte语句必不可少，如果没有该语句，语句必不可少，如果没有该语句，主程序就不会启动从串行口发送数据，也就不会产生随后的发送完成中断。主程序就不会启动从串行口发送数据，也就不会产生随后的发送完成中断。 （4）语句语句“while（1）;”用于实现反复循环。用于实现反复循环。352方式方式0输入输入（1）方式方式0输入的工作原理输入的工作原理方

30、式方式0输入，输入，REN为串行口为串行口允许接收控制位允许接收控制位，0禁止接收；禁止接收； 1允许接允许接收。收。当向当向SCON寄存器寄存器写入控制字写入控制字（设置为方式（设置为方式0，并使，并使REN位置位置1，同时，同时RI = 0）时，）时，产生一个正脉冲，串行口开始接收数据。产生一个正脉冲，串行口开始接收数据。引脚引脚RXD为数据输入端，为数据输入端，TXD为移位脉冲信号输出端，接收器以为移位脉冲信号输出端，接收器以fosc/12的固定波特率的固定波特率采样采样RXD引脚的数据信息，当引脚的数据信息，当接收完接收完8位位数据时，中断标志数据时，中断标志RI置置1，表示一帧数据接

31、收完毕，可进行下一帧数据的接收，时序如表示一帧数据接收完毕，可进行下一帧数据的接收，时序如图图8-12所示所示。3536图图8-12 方式方式0接收时序接收时序37（2）方式）方式0输入的应用举例输入的应用举例 【例例8-2】图图8-13所示为串行口外接一片所示为串行口外接一片8位并行输入、串行输出的同位并行输入、串行输出的同步移位寄存器步移位寄存器74LS165，从而实现了扩展一个，从而实现了扩展一个8位并行输入口，可将接在位并行输入口，可将接在74LS165的的8个开关个开关S0S7的状态通过串行口的方式的状态通过串行口的方式0输入方式读入到单片输入方式读入到单片机内。机内。74LS165

32、的的SH/LD*端（端（1脚）为控制端，由单片机的脚）为控制端，由单片机的P1.1脚控制。若脚控制。若SH/LD* =0，则允许，则允许74LS165可以并行输入数据，且串行输出端关闭；当可以并行输入数据，且串行输出端关闭；当SH/LD*=1，则并行输入关断，可向单片机串行发送数据。，则并行输入关断，可向单片机串行发送数据。当当P1.0连接的开关连接的开关k合上时，可对反映开关合上时，可对反映开关S0S7的状态数字量并行读的状态数字量并行读入，见入，见图图8-13。单片机采用中断方式来对。单片机采用中断方式来对S0S7状态进行读取，并由单片状态进行读取，并由单片机的机的P2口控制对应的开关按下

33、的二极管发光点亮。口控制对应的开关按下的二极管发光点亮。3738图图8-13 串口方式串口方式0外接并行输入、串行输出的同步移位寄存器外接并行输入、串行输出的同步移位寄存器39参考程序如下：参考程序如下：#include #include intrins.h#includesbit P1_0=0 x90;sbit P1_1=0 x91;unsigned char nRxByte;void delay(unsigned int i)/延时函数延时函数unsigned char j;for(;i0;i-)/变量变量i由实际参数传入一个值由实际参数传入一个值for(j=0;j125;j+);40ma

34、in() SCON=0 x10; / 向向SCON写入控制字，初始化为方式写入控制字，初始化为方式0ES=1;/ 允许串行口中断允许串行口中断 EA=1;/ 允许全局中断允许全局中断 for(;);void Serial_Port() interrupt 4 using 0/ 串行口中断函数串行口中断函数 if(P1_0=0) / 如果如果P1_0=0表示开关表示开关k按下，可以读开关按下，可以读开关S0S7的状态的状态 P1_1=0; / P1_1=0并行读入开关并行读入开关S0S7的状态的状态 delay(1);P1_1=1; / P1_1=1将开关将开关S0S7状态数据，串行读入到串行口

35、中状态数据，串行读入到串行口中 RI=0; / 接收中断标志接收中断标志RI清清041 nRxByte=SBUF; / 接收的开关状态数据从接收的开关状态数据从SBUF读入到读入到nRxByte 单元中单元中 P2=nRxByte; / 开关开关S0S7的状态数据送的状态数据送P2口，驱动发光二极管发光口，驱动发光二极管发光 程序说明程序说明 当当P1.0为为0，即开关，即开关k按下，表示允许并行读入开关按下，表示允许并行读入开关S0S7的状态数字量的状态数字量，通过，通过P1.1把把SH/LD* =0，则并行读入开关，则并行读入开关S0S7的状态。再让的状态。再让P1.1=1，即，即SH/L

36、D* =1，74LS165将刚才读入的将刚才读入的S0S7状态数据通过状态数据通过QH端（端（RXD脚）脚）串行读入到单片机的串行读入到单片机的SBUF中，在中断函数中把中，在中断函数中把SBUF中的数据读到中的数据读到nRxByte单元，并送到单元，并送到P2口控制驱动口控制驱动8个发光二极管点亮。个发光二极管点亮。428.3.2 方式方式1 方式方式1为双机串行通信方式，如为双机串行通信方式，如图图8-14所示。所示。 当当SM0、SM1=01时，串行口设为方式时，串行口设为方式1的双机串行通信。的双机串行通信。TXD脚和脚和RXD脚分别用于发送和接收数据。脚分别用于发送和接收数据。 42

37、图图8-14 方式方式1双机串行通信的连接电路双机串行通信的连接电路43 方式方式1一帧为一帧为10位位，1个起始位（个起始位（0），），8个数据位，个数据位，1个停止位（个停止位（1），），先发送或接收最低位。帧格式如先发送或接收最低位。帧格式如图图8-15所示所示。 图图8-15 方式方式1的帧格式的帧格式 方式方式1为为波特率可变波特率可变的的8位异步通信接口。波特率由下式确定：位异步通信接口。波特率由下式确定：43式中，式中，SMOD为为PCON寄存器的最高位的值（寄存器的最高位的值（0或或1）。）。441方式方式1发送发送 串行口以方式串行口以方式1 1输出时，数据位由输出时，数据位

38、由TXDTXD端输出，发送一帧信息为端输出，发送一帧信息为1010位，位，1 1位起始位位起始位0 0，8 8位数据位（先低位）和位数据位（先低位）和1 1位停止位位停止位1 1，当，当CPUCPU执行写数据到执行写数据到发送缓冲器发送缓冲器SBUFSBUF的命令后，就启动发送。方式的命令后，就启动发送。方式1 1发送时序如发送时序如图图8-168-16所示。所示。 图图8-168-16中发送时钟为中发送时钟为TXTX，TXTX时钟的频率就是发送的波特率。发送开时钟的频率就是发送的波特率。发送开始时，内部逻辑将起始位向始时，内部逻辑将起始位向TXDTXD引脚（引脚（P3.1P3.1）输出，此后

39、每经过）输出，此后每经过1 1个个TXTX时时钟周期，便产生钟周期，便产生1 1个移位脉冲，并由个移位脉冲，并由TXDTXD引脚输出引脚输出1 1个数据位。个数据位。8 8位数据位位数据位全部发送完毕后，中断标志位全部发送完毕后，中断标志位TITI置置“1 1”。444545图图8-16 方式方式1发送时序发送时序462 2方式方式1 1接收接收 方式方式1 1接收时（接收时（RENREN = = 1 1），数据从），数据从RXDRXD（P3.0P3.0）引脚输入。当）引脚输入。当检测到检测到起始位的起始位的负跳变负跳变，则，则开始接收开始接收。 接收时序见接收时序见图图8-178-17。 接

40、收时，定时控制信号有接收时，定时控制信号有两种两种，一种一种是是接收移位时钟接收移位时钟（RXRX时钟），它时钟），它的频率和传送的波特率相同，的频率和传送的波特率相同，另一种另一种是是位检测器采样脉冲位检测器采样脉冲，频率是频率是RXRX时时钟的钟的1616倍倍。以波特率的。以波特率的1616倍速率采样倍速率采样RXDRXD脚状态。脚状态。当采样到当采样到RXDRXD端从端从1 1到到0 0的负跳变时就启动检测器的负跳变时就启动检测器，接收的值是接收的值是3 3次次连续采样（第连续采样（第7 7、8 8、9 9个脉冲个脉冲时采样）取时采样）取两次相同两次相同的值的值，以确认起始位（负跳变）的

41、开始，较好地消，以确认起始位（负跳变）的开始，较好地消除干扰引起的影响，除干扰引起的影响，以保证可靠无误地开始接收数据。以保证可靠无误地开始接收数据。464747 当确认当确认起始位有效起始位有效时，时，开始接收开始接收一帧信息。每一位数据，也都进行一帧信息。每一位数据，也都进行3次次连续采样连续采样（第（第7、8、9个脉冲采样），接收的值是个脉冲采样），接收的值是3次采样中至少次采样中至少两次相同两次相同的值的值。当一帧数据。当一帧数据接收完毕后接收完毕后，同时同时满足以下两个条件满足以下两个条件，接收才有效。，接收才有效。图图8-17 方式方式1接收时序接收时序48 （1）RI= 0，即上

42、一帧数据接收完成时，即上一帧数据接收完成时，RI = 1发出的中断请求已被响发出的中断请求已被响应，应，SBUF中的数据已被取走，中的数据已被取走，说明说明“接收接收SBUF”已空。已空。 （2）SM2=0或收到的或收到的停止位停止位=1（方式（方式1时，停止位已进入时，停止位已进入RB8），则），则将接收到的数据装入将接收到的数据装入SBUF和和RB8（装入的是停止位），且中断标志（装入的是停止位），且中断标志RI置置“1”。 若若不同时满足两个条件不同时满足两个条件，收的数据不能装入，收的数据不能装入SBUF，该帧数据将丢弃。，该帧数据将丢弃。48498.3.3 方式方式2 方式方式2和方

43、式和方式3，为，为9位异步通信接口。位异步通信接口。每帧数据为每帧数据为11位位，1位起始位位起始位0，8位数据位（先低位），位数据位（先低位），1位可程控为位可程控为1或或0的第的第9位数据和位数据和1位停止位位停止位。方式。方式2、方式方式3帧格式如帧格式如图图8-18所示所示。 图图8-18 方式方式2、方式、方式3的帧格式的帧格式49501方式方式2发送发送 发送前，发送前，先根据通信协议由软件设置先根据通信协议由软件设置TB8（如奇偶校验（如奇偶校验位或多机通信的地位或多机通信的地址址/ /数据标志位），然后将要发送的数据写入数据标志位），然后将要发送的数据写入SBUFSBUF，即启

44、动发送。，即启动发送。TB8自动自动装入装入第第9位数据位，逐一发送。发送完毕，使位数据位，逐一发送。发送完毕，使TI位置位置“1”。 发送时序如发送时序如图图8-19所示。所示。50图图8-19 方式方式2和方式和方式3发送时序发送时序512 2方式方式2 2接收接收 SM0 SM0、SM1=10SM1=10，且，且REN=1REN=1时，以方式时，以方式2 2接收数据。数据由接收数据。数据由RXDRXD端端输入，接收输入，接收1111位信息。当位检测逻辑采样到位信息。当位检测逻辑采样到RXDRXD的的负跳变负跳变，判断起始位有效，便开始接，判断起始位有效，便开始接收一帧信息。在接收完第收一

45、帧信息。在接收完第9 9位数据后，位数据后，需满足以下两个条件，需满足以下两个条件，才能将接收到才能将接收到的数据送入的数据送入SBUFSBUF（接收缓冲器）。（接收缓冲器）。 （1 1）RI=0RI=0，意味着接收缓冲器为空。，意味着接收缓冲器为空。 （2 2）SM2=0 SM2=0 或或 RB8=1RB8=1。5152当当满足上述两个条件满足上述两个条件时，时，收到的数据送收到的数据送SBUFSBUF（接收缓冲器），第（接收缓冲器），第9 9位数位数据送入据送入RB8RB8，且，且RIRI置置“1 1”。若不满足这两个条件若不满足这两个条件，接收的信息将被丢弃。，接收的信息将被丢弃。串行口

46、方式串行口方式2 2和方式和方式3 3接收时序接收时序如如图图8-208-20所示。所示。52图图8-20 方式方式2和方式和方式3接收时序接收时序53538.3.4 方式方式3当当SM0、SM1两位为两位为11时，串行口被定义为方式时，串行口被定义为方式3。方式。方式3为波特率可变为波特率可变的的9位异步通信方式。方式位异步通信方式。方式3发送和接收时序如发送和接收时序如图图8-19和和图图8-20所示。所示。方式方式3的波特率的波特率由下式确定：由下式确定：54 8.4 多机通信多机通信 多个单片机可利用串行口进行多机通信，常采用多个单片机可利用串行口进行多机通信，常采用图图8-218-2

47、1的的主从式结构主从式结构。系统有系统有1 1个主机（单片机或其他有串行接口的微机）和多个单片机组成的从个主机（单片机或其他有串行接口的微机）和多个单片机组成的从机系统。机系统。主机主机RXDRXD与所有从机的与所有从机的TXDTXD端相连端相连，TXDTXD与所有从机的与所有从机的RXDRXD端相连端相连。从从机地址机地址分别为分别为01H01H、02H02H和和03H03H。54图图8-21 多机通信系统示意图多机通信系统示意图55主从式主从式是指多机系统中，只有一个主机，其余全是从机。是指多机系统中，只有一个主机，其余全是从机。主机主机发送的信息发送的信息可以可以被所有从机接收被所有从机

48、接收，任何一个从机发送的信息，只能由任何一个从机发送的信息，只能由主机主机接收。从机和接收。从机和从机之间从机之间不能进行直接通信，不能进行直接通信，只能经主机只能经主机才能实现。才能实现。多机通信的工作原理：多机通信的工作原理：要保证要保证主机主机与与所选择的从机所选择的从机通信，须保证通信，须保证串口有识别功能串口有识别功能。SCON中的中的SM2位位就是为满足这一条件设置的就是为满足这一条件设置的多机通信控制位多机通信控制位。其工作原理是在串行口。其工作原理是在串行口以方式以方式2（或方式（或方式3）接收时，）接收时，若若SM2=1，则表示进行多机通信，可能以下，则表示进行多机通信，可能

49、以下两两种情况种情况：5556（1）从机接收到的主机发来的）从机接收到的主机发来的第第9位数据位数据RB8=1时，时，前前8位数据才装入位数据才装入SBUF，并，并置中断标志置中断标志RI = 1，向，向CPU发出中断请求。发出中断请求。在中断服务程序中，从机把接收到的在中断服务程序中，从机把接收到的SBUF中的数据存入数据缓冲区中。中的数据存入数据缓冲区中。（2）如果从机接收到的第）如果从机接收到的第9位数据位数据RB8=0时，则时，则不产生中断标志不产生中断标志RI=1，不引起中断不引起中断，从机，从机不接收主机发来的数据不接收主机发来的数据。 若若SM2 = 0，则接收的第，则接收的第9

50、位数据不论是位数据不论是0还是还是1，从机都将产生，从机都将产生RI = 1中中断标志，接收到的数据装入断标志，接收到的数据装入SBUF中。中。 应用这一特性，可实现应用这一特性，可实现AT89S52单片机的多机通信。单片机的多机通信。57多机通信的工作过程：多机通信的工作过程：（1）各各从机从机初始化程序初始化程序允许从机的串行口中断，将串行口编程为方式允许从机的串行口中断，将串行口编程为方式2或方式或方式3接收，即接收，即9位异步通信方式，且位异步通信方式，且SM2和和REN位位置置“1”，使从机处使从机处于多机通信且于多机通信且只接收地址帧只接收地址帧的状态。的状态。（2）在在主机和某个