(精品)第7章89C51串行口及串行通信技术.ppt

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1、第第7章章 89C51串行口串行口及串行通信技术及串行通信技术 本书本书前几章前几章涉及的涉及的数据传送数据传送都是采用都是采用并行并行方式，如方式，如89C5189C51与存储器，存储器与存储器，与存储器，存储器与存储器，89C5189C51与并行打印机之间的通信。与并行打印机之间的通信。89C5189C51处理处理8 8位数据，若以并行传送方式一位数据，若以并行传送方式一次传送一个字节的数据，至少需要次传送一个字节的数据，至少需要8 8条数据线条数据线。4/10/20234/10/20231 1 当当89C5189C51与打印机连接与打印机连接时，除时，除8 8条数据线条数据线外，还需外，

2、还需要要状态、应答等控制线状态、应答等控制线。一些微机系统，如。一些微机系统，如IBM-IBM-PCPC系列机，由于磁盘机、系列机，由于磁盘机、CRTCRT、打印机与主机系、打印机与主机系统的统的距离有限距离有限，所以，使用多条电缆线以提高数据，所以，使用多条电缆线以提高数据传送速度还是传送速度还是合算合算的。但是，计算机之间、计算机的。但是，计算机之间、计算机与其终端之间的与其终端之间的距离距离有时有时非常远非常远，此时，电缆线过，此时，电缆线过多是多是不经济不经济的。的。第第7章章 89C51串行口串行口及串行通信技术及串行通信技术4/10/20234/10/20232 2 串行通信串行通

3、信只用只用一位数据线一位数据线传送数据的位信号，传送数据的位信号，即使加上即使加上几条通信联络线几条通信联络线，也用不了很多电缆线。，也用不了很多电缆线。因此，串行通信因此，串行通信适合远距离适合远距离数据传送。数据传送。当然，串行通信要求有当然，串行通信要求有转换数据格式转换数据格式、时间控时间控制制等逻辑电路，这些电路目前已被集成在大规模等逻辑电路，这些电路目前已被集成在大规模集成电路中（称为集成电路中（称为可编程串行通信控制器可编程串行通信控制器），使），使用很方便。用很方便。第第7章章 89C51串行口串行口及串行通信技术及串行通信技术4/10/20234/10/20233 3第七章第

4、七章 89C51串行口及串行通信技术串行口及串行通信技术 本章将介绍本章将介绍89C51串行口的串行口的结构结构及及应用应用，PC机与机与89C51间的间的双机通信双机通信，一台一台PC机控制机控制多台多台89C51前沿机的前沿机的分布式系统分布式系统，以及通信接口电路，以及通信接口电路和软件设计，并给出设计实例，包括接口电路、和软件设计，并给出设计实例，包括接口电路、程序框图、主程序和接收程序框图、主程序和接收/发送子程序。发送子程序。4/10/20234/10/20234 4第七章第七章 89C51串行口及串行通信技术串行口及串行通信技术 7.1 串行通信基本知识串行通信基本知识 7.2

5、串行口及应用串行口及应用 7.3 89C51与与89C51点对点异步通信点对点异步通信 7.4 89C51与与PC机间通信机间通信 7.5 思考题与习题思考题与习题返回4/10/20234/10/20235 57.1 串行通信基本知识串行通信基本知识7.1.1 数据通信数据通信7.1.2 串行通信的传输方式串行通信的传输方式7.1.3 异步通信和同步通信异步通信和同步通信7.1.4 串行通信的过程及通信协议串行通信的过程及通信协议返回4/10/20234/10/20236 67.1.1 数据通信数据通信在实际工作中，计算机的在实际工作中，计算机的CPU与与外部设备外部设备之间常之间常常要进行信

6、息交换，一台常要进行信息交换，一台计算机计算机与其他与其他计算机计算机之之间也往往要交换信息，所有这些间也往往要交换信息，所有这些信息交换信息交换均可称均可称为为通信通信。通信方式通信方式有两种，即有两种，即并行通信并行通信和和串行通信串行通信。通常根据通常根据信息传送的距离信息传送的距离决定采用哪种通信方式。决定采用哪种通信方式。返回4/10/20234/10/20237 77.1.1 数据通信数据通信例：在例：在IBM-PC机与机与外部设备外部设备(如打印机等如打印机等)通信时通信时 如果如果距离小于距离小于30m，可采用，可采用并行并行通信方式；通信方式；当当距离大于距离大于30m时，则

7、要采用时，则要采用串行串行通信方式。通信方式。89C51单片机具有并行和串行二种基本通信方式。单片机具有并行和串行二种基本通信方式。返回4/10/20234/10/20238 87.1.1 数据通信数据通信并行通信：并行通信：是指数据的各位是指数据的各位同时同时进行传送（发送进行传送（发送或接收）的通信方式。或接收）的通信方式。P148图图7-1(a)优点优点：是传送速度快；：是传送速度快；缺点缺点：是数据有多少位，就需要多少根传送线。：是数据有多少位，就需要多少根传送线。例：例：89C51单片机与单片机与打印机打印机之间的数据传送就属之间的数据传送就属于并行通信。于并行通信。图图7-1（a）

8、：为：为89C51与与外设外设间间8 8位位数据数据并行并行通通信的连接方法。并行通信在信的连接方法。并行通信在位数多位数多、传送距离又传送距离又远远时就不太合适了。时就不太合适了。返回4/10/20234/10/20239 97.1.1 数据通信数据通信串行通信：串行通信：指数据是指数据是一位一位按顺序传送一位一位按顺序传送的通信的通信方式。方式。它的它的突出优点突出优点：是：是只需一对传输线只需一对传输线（利用电话线（利用电话线就可作为传输线），这样就大大降低了传送成本就可作为传输线），这样就大大降低了传送成本,特别适用于远距离通信；特别适用于远距离通信；返回4/10/20234/10/2

9、02310107.1.1 数据通信数据通信其其缺点缺点：是传送速度较低。：是传送速度较低。假设假设并行并行传送传送N位位数据所需时间位数据所需时间位T，那么那么串行串行传送的时间至少为传送的时间至少为NT，实际上总是大，实际上总是大于于NT的。的。P148图图7-1(b)：为串行通信方式的连接方法。：为串行通信方式的连接方法。返回4/10/20234/10/20231111图图7-1 数据通信方式数据通信方式4/10/20234/10/202312127.1.2 串行通信的传输方式串行通信的传输方式串行通信的传送方式串行通信的传送方式通常有三种：通常有三种：1.单向单向（或（或单工单工）配置，

10、只允许数据向一个方向传送；）配置，只允许数据向一个方向传送；2.半双向半双向（或（或半双工半双工）配置，允许数据向两个方向中的）配置，允许数据向两个方向中的任一方向传送，但每次只能有一个站点发送；任一方向传送，但每次只能有一个站点发送；3.全双向全双向（全双工全双工）配置，允许）配置，允许同时双向同时双向传送数据，因传送数据，因此，全双工配置是此，全双工配置是一对一对单向配置，它要求两端的通信单向配置，它要求两端的通信设备都具有完整和独立的发送和接受能力。设备都具有完整和独立的发送和接受能力。P146图图7-2：串行通信中的数据传送方式。：串行通信中的数据传送方式。返回4/10/20234/1

11、0/20231313图图图图7-2 7-2 串行通信中的数据传送方式串行通信中的数据传送方式串行通信中的数据传送方式串行通信中的数据传送方式4/10/20234/10/202314147.1.3 异步通信和同步通信异步通信和同步通信串行通信有两种基本通信方式串行通信有两种基本通信方式：即即异步通信异步通信、同步通信同步通信。1、异步通信异步通信在异步通信中，数据是一帧一帧（包括一个字在异步通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或一字节数据）传送的。符代码或一字节数据）传送的。每一帧的每一帧的数据格式数据格式：P149图图7-3返回4/10/20234/10/20231515图图图图7-3 7

12、-3 异步通信数据格式异步通信数据格式异步通信数据格式异步通信数据格式4/10/20234/10/202316161、异步通信、异步通信在帧格式中，一个字符由在帧格式中，一个字符由四个部分四个部分组成：组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。首先是一个首先是一个起始位起始位（0），），然后是然后是5-8位位数据位数据位(规定低位在前，高位在后规定低位在前，高位在后)，接下来是接下来是奇偶校验位奇偶校验位（可省略），（可省略），最后是最后是停止位停止位（1）。）。返回4/10/20234/10/202317171、异步通信、异步通信 起始位起始位（0）信号只

13、占用信号只占用一位一位，用来通知接收设，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不传送备一个待接收的字符开始到达。线路上在不传送字符时应保持为字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态。接收端不断检测线路的状态,若连续为若连续为1以后又测到一个以后又测到一个0，就知道发来一个新，就知道发来一个新字符，字符，应马上准备接收。字符的起始位还被用应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进行。进行。起始位后面紧接着是起始位后面紧接着是数据位数据位，它可以是，它可以是5位位(D0-D4)、6位、位、7位或位或8位（位

14、（D0-D7）。）。返回4/10/20234/10/202318181、异步通信、异步通信奇偶校验奇偶校验(D8)只占一位，但在字符中也可以规定不用奇只占一位，但在字符中也可以规定不用奇偶校验位，则这一位就可省去。也可用这一位偶校验位，则这一位就可省去。也可用这一位(1/0)来来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等）数据等）.停止位停止位用来表征字符的结束，它一定是高电位用来表征字符的结束，它一定是高电位(逻辑逻辑1).停止位可以是停止位可以是1位、位、1.5位或位或2位。接收端收到停止位后位。接收端收到停止位后,知道上一字符已传送完毕，同时

15、，也为接收下一个字符知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符做好准备做好准备-只要再接收到只要再接收到0，就是新的字符的起始位。，就是新的字符的起始位。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符，则使线路电若停止位以后不是紧接着传送下一个字符，则使线路电平保持为高电平（逻辑平保持为高电平（逻辑1）。）。返回4/10/20234/10/20231919P149图图7-3（a）：表示：表示一个字符紧接一个字符一个字符紧接一个字符传送传送的情况，上一个字符的停止位和下一个字符的情况，上一个字符的停止位和下一个字符的起始位是紧邻的；的起始位是紧邻的；P149图图7-3（b）：是：是两个字符间有空闲位

16、两个字符间有空闲位的情的情况，空闲位为况，空闲位为1，线路处于等待状态。存在空闲，线路处于等待状态。存在空闲位正是异步通信的特征之一。位正是异步通信的特征之一。例：规定用例：规定用ASCII编码编码，字符为七位，加一个奇，字符为七位，加一个奇偶校验位、一个起始位、一个停止位，则一帧共偶校验位、一个起始位、一个停止位，则一帧共十位。十位。1、异步通信、异步通信返回4/10/20234/10/202320202、同步通信、同步通信同步通信同步通信中，在数据开始传送前用中，在数据开始传送前用同步字符同步字符来指来指示示(常约定常约定1个个-2个个)，并由，并由时钟时钟来实现发送端和来实现发送端和接收

17、端接收端同步同步，即检测到规定的同步字符后，下面，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据，直到通信告一段落。就连续按顺序传送数据，直到通信告一段落。同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字符起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字符SYNC来指示，其来指示，其数据格式数据格式：P150图图7-4。返回4/10/20234/10/20232121图图图图7-4 7-4 异步通信数据格式异步通信数据格式异步通信数据格式异步通信数据格式4/10/20234/10/202322222、同步通信、同步通信同步

18、字符的插入可以是同步字符的插入可以是单单同步字符方式同步字符方式或或双双同步同步字符方式字符方式，如，如P150图图7-4所示，然后是连续的数所示，然后是连续的数据块。同步字符可以据块。同步字符可以由用户约定由用户约定，当然也可以采，当然也可以采用用ASCII码中规定的码中规定的SYNC代码，即代码，即16H。按同步方式通信时，先发送同步字符，接收方检按同步方式通信时，先发送同步字符，接收方检测到同步字符后，即准备接收数据。测到同步字符后，即准备接收数据。返回4/10/20234/10/202323232、同步通信、同步通信在同步传送时，要求用在同步传送时，要求用时钟时钟来实现发送端与接收来实

19、现发送端与接收端之间的同步。为了保证接收正确无误，发送方端之间的同步。为了保证接收正确无误，发送方除了除了传送数据传送数据外，还要外，还要同时传送时钟信号同时传送时钟信号。同步传送可以同步传送可以提高传输速率提高传输速率(达达56kb/s或更高或更高)，但但硬件比较复杂硬件比较复杂。返回4/10/20234/10/202324243、波特率（、波特率（Baud rate）波特率波特率：即：即数据传送速率数据传送速率，表示每秒钟传送二进，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它的单位是制代码的位数，它的单位是b/s。波特率对于波特率对于CPU与外界的通信是很重要的。与外界的通信是很重要的。设设：数据传

20、送速率数据传送速率是是120字符字符/s，每个字符格式每个字符格式包含包含10个代码位个代码位 （1个起始位、个起始位、1个终止位、个终止位、8个数据位）。个数据位）。则：传送的则：传送的波特率波特率为：为：120字符字符s 10b字符字符1200bs返回4/10/20234/10/202325253、波特率（、波特率（Baud rate）每一位代码的传送时间每一位代码的传送时间Td为为波特率的倒数波特率的倒数。Td 1（1200bs-1）0.833ms/b异步通信的传送速率异步通信的传送速率在在50b/s-19200b/s之间，之间，常用于常用于计算机到终端机和打印机之间的通信、计算机到终端

21、机和打印机之间的通信、直通电报以及无线电通信的数据发送等。直通电报以及无线电通信的数据发送等。返回4/10/20234/10/202326267.1.4 串行通信的串行通信的过程过程及及通信协议通信协议1、串串并转换并转换与与设备同步设备同步 两个通信设备在串行线路上成功地实现通信必两个通信设备在串行线路上成功地实现通信必须解决两个问题：须解决两个问题：(1)串串并转换并转换，即如何把要，即如何把要发送发送的并行数的并行数据据串行化串行化，把，把接收接收的串行数据的串行数据并行化并行化；(2)设备同步设备同步，即同步发送设备与接收设备的，即同步发送设备与接收设备的工作节拍，以确保发送数据在接收

22、端被正确读出。工作节拍，以确保发送数据在接收端被正确读出。返回4/10/20234/10/202327271、串、串并转换与设备同步并转换与设备同步（1）串）串并转换：并转换：P151图图7-5、图图7-6 串行通信：串行通信：是将计算机内部的并行数据转换成是将计算机内部的并行数据转换成串行数据，将其通过一根通信线传送；并将接收串行数据，将其通过一根通信线传送；并将接收的串行数据再转换成并行数据送到计算机中。的串行数据再转换成并行数据送到计算机中。返回4/10/20234/10/20232828在计算机串行在计算机串行发送发送数据之前，计算机内部的并行数据之前，计算机内部的并行数据被送入数据被

23、送入移位寄存器移位寄存器并一位一位地输出，将并并一位一位地输出，将并行数据转换成串行数据。如行数据转换成串行数据。如P151图图7-5所示。所示。在在接收接收数据时，来自通信线路的串行数据被压入数据时，来自通信线路的串行数据被压入移位寄存器，满移位寄存器，满8位后并行送到计算机内部。位后并行送到计算机内部。如如P151图图7-6所示。所示。在串行通信控制电路中，在串行通信控制电路中，串串-并、并并、并-串转换逻串转换逻辑辑被集成在被集成在串行异步通信控制器芯片串行异步通信控制器芯片中。中。89C51单片机的串行口和单片机的串行口和IBM-PC相同。相同。返回4/10/20234/10/2023

24、2929图图7-5 发送时的并发送时的并-串转换串转换4/10/20234/10/20233030图图图图7-6 7-6 接收时的串接收时的串接收时的串接收时的串-并转换并转换并转换并转换4/10/20234/10/20233131（2）设备同步）设备同步进行串行通信的两台设备必须同步工作才能有效进行串行通信的两台设备必须同步工作才能有效地检测通信线路上的信号变化，从而采样传送数地检测通信线路上的信号变化，从而采样传送数据脉冲。据脉冲。设备同步设备同步对通信双方对通信双方有有两个共同要求两个共同要求：(1)通信双方必须通信双方必须采用统一的编码方法采用统一的编码方法；(2)通信双方必须通信双方

25、必须能产生相同的传送速率能产生相同的传送速率。返回4/10/20234/10/20233232采用统一的编码方法采用统一的编码方法确定了一个字符二进制表示确定了一个字符二进制表示值的值的位发送顺序位发送顺序和和位串长度位串长度，当然还包括，当然还包括统一的统一的逻辑电平规定逻辑电平规定，即电平信号高低与逻辑，即电平信号高低与逻辑1和逻辑和逻辑0的固定对应关系。的固定对应关系。通信双方只有通信双方只有产生相同的传送速率产生相同的传送速率，才能，才能确保设确保设备同步备同步，这就要求发送设备和接收设备，这就要求发送设备和接收设备采用相同采用相同频率的时钟频率的时钟。发送设备在统一的时钟脉冲上发出。

26、发送设备在统一的时钟脉冲上发出数据，接收设备才能正确检测出与时钟脉冲同步数据，接收设备才能正确检测出与时钟脉冲同步的数据信息。的数据信息。返回4/10/20234/10/202333332、串行通信协议、串行通信协议通信协议通信协议：是对数据传送方式的规定，包括数据：是对数据传送方式的规定，包括数据格式定义和数据位定义等。格式定义和数据位定义等。通信双方必须遵守统一的通信协议。通信双方必须遵守统一的通信协议。串行通信串行通信协协议包括议包括同步协议同步协议和和异步协议异步协议两种。两种。在此只讨论在此只讨论异步串行通信协议异步串行通信协议和异步串行协议规和异步串行协议规定的定的字符数据的传送格

27、式字符数据的传送格式。返回4/10/20234/10/20233434（1 1）起始位）起始位通信线上通信线上没有数据被传送没有数据被传送时处于时处于逻辑逻辑1状态。状态。当发送设备要当发送设备要发送发送一个字符数据时，首先发出一一个字符数据时，首先发出一个个逻辑逻辑0信号，这个逻辑低电平就是信号，这个逻辑低电平就是起始位起始位。起始位通过通信线传向接收设备，起始位通过通信线传向接收设备，接收设备检测接收设备检测到到这个逻辑低电平后，就这个逻辑低电平后，就开始准备接收开始准备接收数据位信数据位信号。号。起始位所起的作用就是起始位所起的作用就是设备同步设备同步，通信双方必，通信双方必须在传送数据

28、位前协调同步。须在传送数据位前协调同步。返回4/10/20234/10/20233535（2 2）数据位）数据位 当接收设备收到起始位后，紧接着就会收到数据当接收设备收到起始位后，紧接着就会收到数据位。数据位的个数可以是位。数据位的个数可以是5、6、7或或8。IBM-PC中经常采用中经常采用7位或位或8位数据传送，位数据传送，89C51串行口采用串行口采用8位或位或9位数据传送。位数据传送。这些数据位被接收到移位寄存器中，构成传送数这些数据位被接收到移位寄存器中，构成传送数据字符。在字符数据传送过程中，数据位据字符。在字符数据传送过程中，数据位从最低从最低有效位开始发送有效位开始发送，依次顺序

29、在接收设备中被转换，依次顺序在接收设备中被转换为并行数据。为并行数据。返回4/10/20234/10/20233636（3 3）奇偶校验位）奇偶校验位 数据位发送完之后，可以发送奇偶校验位。数据位发送完之后，可以发送奇偶校验位。奇偶校验奇偶校验用于有限差错检测，通信双方需约定已知用于有限差错检测，通信双方需约定已知的奇偶校验方式。的奇偶校验方式。如果选择如果选择偶校验偶校验，那么组成数据位和奇偶位的逻辑，那么组成数据位和奇偶位的逻辑1的个数必须是偶数；的个数必须是偶数；如果选择如果选择奇校验奇校验，那么逻辑，那么逻辑1的个数必须是奇数。的个数必须是奇数。返回4/10/20234/10/2023

30、3737（4 4）停止位）停止位 在奇偶位或数据位（当无奇偶校验时）之后发送在奇偶位或数据位（当无奇偶校验时）之后发送的是停止位。的是停止位。停止位停止位是一个字符数据的结束标志，可以是是一个字符数据的结束标志，可以是1位，位，1.5位或位或2位的高电平。位的高电平。接收设备收到停止位之后，通信线路上便又恢复逻接收设备收到停止位之后，通信线路上便又恢复逻辑辑1状态，直至下一个字符数据的起始位到来状态，直至下一个字符数据的起始位到来返回4/10/20234/10/20233838（5 5）波特率设置）波特率设置通信线上传送的所有通信线上传送的所有位信号位信号都保持一致的信号都保持一致的信号持续持

31、续时间时间，每一位的信号持续时间都，每一位的信号持续时间都由数据传送速度由数据传送速度确定确定，而传送速度是以每秒多少个二进制位来衡，而传送速度是以每秒多少个二进制位来衡量的，这个速度叫量的，这个速度叫波特率波特率。如果数据以如果数据以300个二进制位每秒在通信线上传送，个二进制位每秒在通信线上传送，那么传送速度为那么传送速度为300波特，通常记为波特，通常记为300b/s。返回4/10/20234/10/20233939（6 6）挂钩（握手）信号约定）挂钩（握手）信号约定 （见本章（见本章7.4节实例）节实例）返回4/10/20234/10/202340407.2 串行口及应用串行口及应用

32、89C51单片机除具有单片机除具有4个个8位并行口外，还具有串位并行口外，还具有串行接口。行接口。此串行接口是一个此串行接口是一个全双工串行通信接口全双工串行通信接口，即能同，即能同时进行串行发送和接收数据。时进行串行发送和接收数据。它可以作它可以作UART（通用异步接收和发送器通用异步接收和发送器）用，）用，也可以作也可以作同步移位寄存器同步移位寄存器用。用。使用串行接口可以实现使用串行接口可以实现89C51单片机系统之间单片机系统之间点点对点的对点的单机通信单机通信和和89C51与系统机与系统机（如（如IBM-PC机机等）的等）的单机或多机通信单机或多机通信。返回4/10/20234/10

33、/202341417.2 串行口及应用串行口及应用 7.2.1 89C51串行口串行口 7.2.2 89C51串行口的工作方式及应用串行口的工作方式及应用返回4/10/20234/10/202342427.2.1 89C51串行口串行口1、结、结 构构2、串行口、串行口控制字控制字及及控制寄存器控制寄存器3、串行通信、串行通信工作方式工作方式4、波特率设计、波特率设计返回4/10/20234/10/202343431、结、结 构构 89C5189C51通过引脚通过引脚RXD（P3.0，串行数据，串行数据接收端接收端）和引脚和引脚TXD（P3.1，串行数据，串行数据发送端发送端）与外界进）与外界

34、进行通信。行通信。其其内部结构内部结构简化示意图：简化示意图：P153图图7-7 图中有图中有两个两个物理独立的物理独立的接收、发送缓冲器接收、发送缓冲器SBUFSBUF,它们占用同一地址它们占用同一地址99H99H，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，不能写入。返回4/10/20234/10/20234444串行发送与接收的速率与移位时钟同步串行发送与接收的速率与移位时钟同步。89C5189C51用定时器用定时器T1作为串行通信的作为串行通信的波特率发生器波特率发生器 T1T

35、1溢出率经溢出率经2 2分频（或不分频）后又经分频（或不分频）后又经1616分频作分频作为为 串行发送或接收的串行发送或接收的移位脉冲移位脉冲。移位脉冲的速率移位脉冲的速率即是即是波特率波特率。返回4/10/20234/10/20234545图图7-7 串行口内部结构示意简图串行口内部结构示意简图4/10/20234/10/20234646从图中可看出，从图中可看出，接收器接收器是双缓冲结构是双缓冲结构，在前一个，在前一个字节被从接收缓冲器字节被从接收缓冲器SBUF读出之前，第二个字读出之前，第二个字节即开始被接收（串行输入至移位寄存器），但节即开始被接收（串行输入至移位寄存器），但是，在第二

36、个字节接收完毕而前一个字节是，在第二个字节接收完毕而前一个字节CPU未未读取时，会丢失前一个字节。读取时，会丢失前一个字节。对于对于发送缓冲器发送缓冲器，因为，因为发送发送时时CPU是主动的，不是主动的，不会产生重叠错误，会产生重叠错误，一般不需要用双缓冲器结构来一般不需要用双缓冲器结构来保持最大传送速率保持最大传送速率。返回4/10/20234/10/20234747串行口的串行口的发送发送和和接收接收都是以特殊功能寄存器都是以特殊功能寄存器SBUF的名义进行读或写的。的名义进行读或写的。当向当向SBUF发发“写写”命令时命令时(执行执行“MOV SBUF，A”指令指令)，即是向发送缓冲器，

37、即是向发送缓冲器SBUF装载装载并开始由并开始由TXD引脚向外引脚向外发送发送一帧数据，发送完便使发送中一帧数据，发送完便使发送中断标志位断标志位TI=1。返回4/10/20234/10/20234848在满足串行口接收中断标志位在满足串行口接收中断标志位RI(SCON.0)=0的的条件下，置允许接收位条件下，置允许接收位REN(SCON.4)=1就会就会接接收收一帧数据进入移位寄存器，并一帧数据进入移位寄存器，并装载装载到接收到接收SBUF中，同时使中，同时使RI=1。当发当发读读SBUF命令时命令时(执行执行“MOV A,SBUF”命令命令)便由接收缓冲器（便由接收缓冲器（SBUF）取出信

38、息通过）取出信息通过89C51内部总线送内部总线送CPU。返回4/10/20234/10/202349492、串行口、串行口控制字控制字及及控制寄存器控制寄存器 89C51串行口是可编程接口，对它串行口是可编程接口，对它初始化编程初始化编程只只用用两个控制字两个控制字分别写入特殊功能寄存器分别写入特殊功能寄存器SCON(98H)和电源控制寄存器和电源控制寄存器PCON(87H)中即可。中即可。（1）SCON（98H）作用作用：89C51串行通信的串行通信的方式选择方式选择、接收和发送接收和发送控制控制以及以及串行口的串行口的状态标志状态标志等均由特殊功能寄存等均由特殊功能寄存器器SCON控制和

39、指示控制和指示格式：格式：P154图图7-8返回4/10/20234/10/20235050图图7-8 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON4/10/20234/10/20235151SM0和和SM1（SCON.7，SCON.6）串行口串行口工作方式选择位工作方式选择位。两个选择位对应。两个选择位对应4 4种通信方式种通信方式 如如P154表表7-1所示。其中，所示。其中，fosc是是振荡频率。振荡频率。4/10/20234/10/20235252SM2（SCON.5）多机通信控制位多机通信控制位，主要用，主要用于于方式方式2和和方式方式3。若置若置SM2=1，则，则允许允许多机通信。多机

40、通信。当当一片一片89C51(主机主机)与与多片多片89C51(从机从机)通信时，通信时，所有所有从机从机的的SM2位都位都置置1。主机主机首先发送的一帧数据为首先发送的一帧数据为地址地址，即，即从机机号从机机号，其中其中第第9位位为为1，所有的从机所有的从机接收到数据后，接收到数据后，将其中将其中第第9位位装入装入RB8中。中。返回4/10/20234/10/20235353各个各个从机从机根据收到的根据收到的第第9位位数据（数据（RB8中）的值中）的值来决定从机可否再接收主机的信息。来决定从机可否再接收主机的信息。若（若（RB8）0，说明是，说明是数据帧数据帧，则使接收中断标，则使接收中断

41、标志位志位RI0，信息丢失；，信息丢失；若（若（RB8）1，说明是，说明是地址帧地址帧，数据装入，数据装入SBUF并置并置RI1，中断所有从机，中断所有从机，被寻址的目标从机清除被寻址的目标从机清除SM2，以接收主机发来的，以接收主机发来的一帧数据。一帧数据。其他从机仍然保持其他从机仍然保持SM21。返回4/10/20234/10/20235454若若SM2=0，即，即不属于多机通信不属于多机通信情况，情况，则接收一贞数据后，不管第九位数据是则接收一贞数据后，不管第九位数据是0还是还是1，都置都置RI=1，接收到的数据装入，接收到的数据装入SBUF。根据根据SM2这个功能，可实现多个这个功能，

42、可实现多个89C51应用系统应用系统的串行通信。的串行通信。在在方式方式1 1时，若时，若SM2=1，则只有接收到有效停止，则只有接收到有效停止位时，位时，RI才置才置1，以便接收下一贞数据。，以便接收下一贞数据。在在方式方式0 0时，时，SM2必须是必须是0。返回4/10/20234/10/20235555REN（SCON.4）允许接收控制位允许接收控制位。由软件。由软件置置1或清或清0，只有当，只有当REN1时才时才允许接收允许接收，相当，相当于串行接收的开关；若于串行接收的开关；若REN0，则，则禁止接收禁止接收。在串行通信在串行通信接收控制接收控制过程中，如果满足过程中，如果满足RI0

43、和和REN1（允许接收）的条件，就（允许接收）的条件，就允许接收允许接收，一，一帧数据就装载入接收帧数据就装载入接收SBUF中。中。返回4/10/20234/10/20235656TB8（SCON.3）发送数据的发送数据的第第9位位（D8）装入装入TB8中。中。在在方式方式2或或方式方式3中，根据发送数据的需要由软件中，根据发送数据的需要由软件置位或复位。置位或复位。在许多通信协议中可用作在许多通信协议中可用作奇偶校验位奇偶校验位，也可在多机，也可在多机通信中作为发送地址帧或数据帧的通信中作为发送地址帧或数据帧的标志位标志位。对于后者，对于后者，TB81，说明该帧数据为，说明该帧数据为地址地址

44、；TB80，说明该帧数据为，说明该帧数据为数据数据字节。字节。在在方式方式0 0或或方式方式1 1中，该位未用。中，该位未用。返回4/10/20234/10/20235757RB8（SCON.2）接收数据的接收数据的第第9位位。在在方式方式2或或方式方式3中，接收到的中，接收到的第第9位位数据放在数据放在RB8位。它或是约定的位。它或是约定的奇奇/偶校验位偶校验位，或是约定的，或是约定的地地址址/数据标识位数据标识位。在在方式方式2和和方式方式3多机通信中，若多机通信中，若SM21，如果，如果RB81，说明收到的数据为，说明收到的数据为地址帧地址帧。在在方式方式1 1中，若中，若SM20（即不

45、是多机通信情况（即不是多机通信情况)，RB8中存放的是已接收到的中存放的是已接收到的停止位停止位。在在方式方式0 0中，该位未用。中，该位未用。返回4/10/20234/10/20235858TI（SCON.1）发送中断标志发送中断标志。在一帧数据在一帧数据发送完发送完时时被置位被置位。在在方式方式0串行发送串行发送第第8位结束位结束或或其他方式其他方式串行发送串行发送到到停止位的开始停止位的开始时，时，由硬件置位由硬件置位，可用软件查询。，可用软件查询。它同时也它同时也申请中断申请中断，TI置位置位意味着向意味着向CPU提供提供“发发送缓冲器送缓冲器SBUF已空已空”的信息，的信息，CPU可

46、以准备发可以准备发送下一帧数据送下一帧数据。串行口发送中断被响应后串行口发送中断被响应后，TI不会自动清不会自动清0 0，必须必须由软件清由软件清0 0。返回4/10/20234/10/20235959RI（SCON.0）接收中断标志接收中断标志。在接收到一帧有效数据后在接收到一帧有效数据后由硬件置位由硬件置位。在在方式方式0中，第中，第8位数据接收结束时，由硬件置位位数据接收结束时，由硬件置位;在在其他三种方式其他三种方式中，当接收到停止位中间时由硬件中，当接收到停止位中间时由硬件置位。置位。RI1，申请中断申请中断，表示一帧数据接收结束，并已，表示一帧数据接收结束，并已装入接收装入接收SB

47、UF中，中，要求要求CPU取走数据取走数据。CPU响应中断，取走数据。响应中断，取走数据。RI也必须由软件清也必须由软件清0 0，清除中断申请，并准备接收下一帧数据。清除中断申请，并准备接收下一帧数据。返回4/10/20234/10/20236060串行发送中断标志串行发送中断标志TI和接收中断标志和接收中断标志RI是是同一个同一个中断源（中断源（P122表表5-1），CPU事先不知道是发送事先不知道是发送中断中断TI还是接收中断还是接收中断RI产生的中断请求，产生的中断请求，所以，在全双工通信时，必须所以，在全双工通信时，必须由软件来判别由软件来判别。复位时，复位时，SCON所有位均清所有位

48、均清0。返回4/10/20234/10/20236161（2）PCON（87H）：）：电源控制寄存器电源控制寄存器PCON中只有中只有SMOD位与串行口工作有关，如位与串行口工作有关，如P156图图7-9所示。所示。图图7-9 电源控制寄存器电源控制寄存器PCON4/10/20234/10/20236262SMOD（PCON.7）波特率倍增位波特率倍增位。在串行口在串行口方式方式1、方式方式2、方式方式3时，时，波特率和波特率和2SMOD成正比，成正比，亦即当亦即当SMOD1时，波特率提高一倍。时，波特率提高一倍。复位时，复位时，SMOD0。返回4/10/20234/10/202363633、

49、串行通信工作方式、串行通信工作方式根据实际需要，根据实际需要，89C51串行口可设置串行口可设置4种工作方式种工作方式 可有可有8位、位、10位、位、11位帧格式。位帧格式。方式方式0：以以8位数据位数据为一帧，不设起始位和停止位为一帧，不设起始位和停止位 先发送或接收最低位。其先发送或接收最低位。其帧格式帧格式如下：如下：返回4/10/20234/10/202364643、串行通信工作方式、串行通信工作方式方式方式1：以以10位位为一帧传输，设有为一帧传输，设有1个个起始位起始位(0)、8个个数据位、数据位、1个个停止位（停止位（1）。其）。其帧格式帧格式为：为：返回4/10/20234/1

50、0/202365653、串行通信工作方式、串行通信工作方式方式方式2和和方式方式3：以：以11位位为为1帧传输，设有帧传输，设有1个个起始位起始位(0)，8个个数据位，数据位，1个附加第个附加第9位位、1个个停止位停止位(1)。其帧格式为：。其帧格式为：附加第附加第9位位（D8）：由软件）：由软件置置1或或清清0。发送时在发送时在TB8中，接收时送中，接收时送RB8中。中。返回4/10/20234/10/20236666（1）串行口）串行口方式方式0方式方式0：为：为同步同步移位寄存器输入移位寄存器输入/输出方式输出方式，常用于常用于扩展扩展I/O口口。串行串行数据数据通过通过RXD输入或输出