片机的串行接口.ppt

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1、单片机原理与应用单片机原理与应用9.1 串行通信基础知识串行通信基础知识9.1.0通信方式通信方式9.1.1串行通信的分类串行通信的分类9.1.2串行通信的制式串行通信的制式9.1.3串行通信的标准接口串行通信的标准接口第第9章章 单片机的串行接口单片机的串行接口1单片机原理与应用单片机原理与应用9.1.0 通信方式通信方式1并行通信并行通信2串行通信串行通信2单片机原理与应用单片机原理与应用1并行通信并行通信并行通信是将传输数据的各比特（位）并行通信是将传输数据的各比特（位）同时进行同时进行传送传送。以单字节（。以单字节（8比特）数据为例，单片机通过并行比特）数据为例，单片机通过并行接口与外

2、设进行并行通信的示意图如图接口与外设进行并行通信的示意图如图9-1所示。所示。优点：速度快、效率高优点：速度快、效率高缺点：传输线太多缺点：传输线太多适合近距离通信。适合近距离通信。3单片机原理与应用单片机原理与应用2串行通信串行通信串行通信是将传输数据的各比特（位）按先后顺序串行通信是将传输数据的各比特（位）按先后顺序逐位进行传送逐位进行传送。单片机通过串行接口与外设进行串行通。单片机通过串行接口与外设进行串行通信的示意图如图信的示意图如图9-2所示。所示。TXD是串行数据发送脚是串行数据发送脚RXD是串行数据接收脚是串行数据接收脚优点：通信线路简单、优点：通信线路简单、降低线路成本降低线路

3、成本缺点：传输速度较低缺点：传输速度较低适合远距离通信。适合远距离通信。4单片机原理与应用单片机原理与应用1异步通信异步通信2同步通信同步通信9.1.1 串行通信的分类串行通信的分类5单片机原理与应用单片机原理与应用异步通信是指发送端和接收端使用异步通信是指发送端和接收端使用各各自的时钟自的时钟来控制数据的发送和接收的一种来控制数据的发送和接收的一种通信方式。通信方式。这两个时钟源彼此独立，无需这两个时钟源彼此独立，无需严格同步严格同步。异步通信的特点是以异步通信的特点是以字符帧字符帧为单位进为单位进行传输。为了使接收方能正确接收与识别行传输。为了使接收方能正确接收与识别发方送来的数据，收发双

4、方必须在进行异发方送来的数据，收发双方必须在进行异步通信前，步通信前，事先约定事先约定好异步通信的好异步通信的字符帧字符帧格式和传输速率格式和传输速率。1异步通信异步通信6单片机原理与应用单片机原理与应用（1）异步通信的字符帧格式）异步通信的字符帧格式图图9-3异步通信的字符帧格式异步通信的字符帧格式7单片机原理与应用单片机原理与应用异步通信字符帧异步通信字符帧 各部分的结构和功能：各部分的结构和功能：起始位起始位：位于字符帧开头，只占：位于字符帧开头，只占一位一位，将逻辑电平将逻辑电平0作为联络信号，用于向接收方表作为联络信号，用于向接收方表示发送端开始发出一帧字符。示发送端开始发出一帧字符

5、。数据位数据位：紧跟起始位之后，长度由通：紧跟起始位之后，长度由通信双方事先约定，通常可取信双方事先约定，通常可取58位或位或9位位，低低位在前，高位在后位在前，高位在后。8单片机原理与应用单片机原理与应用奇偶校验位奇偶校验位：位于数据位之后，仅占：位于数据位之后，仅占一一位位，用于实现奇校验或偶校验。，用于实现奇校验或偶校验。停止位停止位：位于字符帧末尾，逻辑电平为：位于字符帧末尾，逻辑电平为1，长度通常为，长度通常为1位位，也可取为，也可取为1.5位或位或2位位，用，用于向接收方表示发送端已发送完一帧字符。于向接收方表示发送端已发送完一帧字符。空闲位空闲位：可有可无，若有，则位于停止：可有

6、可无，若有，则位于停止位之后，逻辑电平为位之后，逻辑电平为1，位长度任意。用于表，位长度任意。用于表示发送端没有发送数据示发送端没有发送数据异步通信字符帧异步通信字符帧 各部分的结构和功能：各部分的结构和功能：9单片机原理与应用单片机原理与应用（2）异步通信的传输速率）异步通信的传输速率异步通信的传输异步通信的传输速率通常用速率通常用比特率比特率或或波特率波特率来表示。来表示。10单片机原理与应用单片机原理与应用 比特率：比特率：为每秒钟传输的比特数，单位是比特为每秒钟传输的比特数，单位是比特/秒，秒，或记为或记为bit/s。每个二进制码元（每个二进制码元（0或或1）所含的信息量规）所含的信息

7、量规定为定为1bit。对于前述的异步串行通信而言，若。对于前述的异步串行通信而言，若字符帧的长度为字符帧的长度为10，即，即1个起始位、个起始位、1个停止位、个停止位、8个数据位（没有空闲位），如果每秒钟传送个数据位（没有空闲位），如果每秒钟传送240个字符，则这时的比特率为：个字符，则这时的比特率为：10bit/个个240个个/s=2400bit/s11单片机原理与应用单片机原理与应用 波特率：波特率：为每秒钟传送的为每秒钟传送的码元码元数，单位为数，单位为“波特波特”，常用符号，常用符号B（Baud）表示。）表示。例如，若某通信系统每秒钟传送例如，若某通信系统每秒钟传送2400个个码元，则

8、该系统的波特率为码元，则该系统的波特率为2400波特或写作波特或写作2400B。但要注意，波特率仅仅是表征单位。但要注意，波特率仅仅是表征单位时间内传送码元的数目，而没有限定码元由时间内传送码元的数目，而没有限定码元由何种进制构成。何种进制构成。12单片机原理与应用单片机原理与应用波特率和比特率的区别：波特率和比特率的区别：对于二制码元（对于二制码元（0或或1），由于每个码元的），由于每个码元的信息量为信息量为1比特，因此，这时，比特率和波特比特，因此，这时，比特率和波特率在数值上相同；率在数值上相同；对于四制码元（对于四制码元（00、01、10或或11），由），由于每个码元的信息量为于每个码

9、元的信息量为2比特，因此，四制码比特，因此，四制码元的比特率在数值上是波特率的元的比特率在数值上是波特率的2倍。倍。在二进制下，波特率和比特率在数值上相在二进制下，波特率和比特率在数值上相同，所以也经常用波特率表示数据的传输速率。同，所以也经常用波特率表示数据的传输速率。13单片机原理与应用单片机原理与应用2同步通信同步通信同步通信是指通信时要建立发送方同步通信是指通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的时钟对接收方时钟的直接控制直接控制，使收发，使收发双方达到完全同步的一种通信方式。这双方达到完全同步的一种通信方式。这里所说的同步既包含位同步，也包含字里所说的同步既包含位同步，也包含字符同步。接

10、收方只要与发送方建立起同符同步。接收方只要与发送方建立起同步关系，就可以对发方送来的数据进行步关系，就可以对发方送来的数据进行准确识别。因此，在同步通信中，可以准确识别。因此，在同步通信中，可以连续连续串行传送数据，串行传送数据，字符间不留间隙字符间不留间隙。同步通信的字符帧格式如图同步通信的字符帧格式如图9-4所示。所示。14单片机原理与应用单片机原理与应用同步通信的字符帧格式同步通信的字符帧格式 图图9-4同步通信的字符帧格式同步通信的字符帧格式15单片机原理与应用单片机原理与应用同步字符：同步字符：位于帧结构开头，用于确认数据字符位于帧结构开头，用于确认数据字符的开始。接收方进入接收状态

11、后，不断对传输线采样，的开始。接收方进入接收状态后，不断对传输线采样，并把采样到的字符和双方并把采样到的字符和双方约定约定的同步字符比较，只有的同步字符比较，只有比较成功后才会接收传送过来的字符。同步字符可以比较成功后才会接收传送过来的字符。同步字符可以采用统一标准格式，也可由用户约定。在单同步字符采用统一标准格式，也可由用户约定。在单同步字符帧中，同步字符常采用帧中，同步字符常采用ASCII码中规定的码中规定的SYN代码代码（即（即16H）；在双同步字符帧中，同步字符一般采用）；在双同步字符帧中，同步字符一般采用国际通用标准代码国际通用标准代码EB90H。数据字符数据字符：在同步字符之后，个

12、数不受限制，由：在同步字符之后，个数不受限制，由所需传输的数据块长度和协议决定。所需传输的数据块长度和协议决定。校验字符校验字符：一般为：一般为12个，位于帧结构末尾，用个，位于帧结构末尾，用于接收端对接收到的数据字符进行正确性校验。于接收端对接收到的数据字符进行正确性校验。同步通信字符帧各部分的结构和功能：同步通信字符帧各部分的结构和功能：16单片机原理与应用单片机原理与应用异步通信异步通信的优点是不需要传送同步脉冲，字符的优点是不需要传送同步脉冲，字符帧长度也不受限制，故所需设备简单。缺点是帧长度也不受限制，故所需设备简单。缺点是字符帧中因包含有起始位、停止位或空闲位，字符帧中因包含有起始

13、位、停止位或空闲位，从而降低了有效数据的传输速率。从而降低了有效数据的传输速率。同步通信同步通信的优点是无需在字符帧中插入附加信的优点是无需在字符帧中插入附加信息，所以传输效率较高。缺点是必须保持发送息，所以传输效率较高。缺点是必须保持发送时钟与接收时钟的严格同步，因此要求发送方时钟与接收时钟的严格同步，因此要求发送方能给接收方提供同步信号，或者要求接收方具能给接收方提供同步信号，或者要求接收方具备能从发方送来的包含有同步信息的信号中分备能从发方送来的包含有同步信息的信号中分离出同步信号的能力，所以同步通信的设备较离出同步信号的能力，所以同步通信的设备较为复杂、成本高，一般只用在高速数据通信系

14、为复杂、成本高，一般只用在高速数据通信系统中。统中。17单片机原理与应用单片机原理与应用1单工通信单工通信单工通信是指数据仅能沿单工通信是指数据仅能沿一个方向一个方向传传输，不能反向传输。输，不能反向传输。图图9-5串行通信的串行通信的3种制式种制式9.1.2 串行通信的制式串行通信的制式18单片机原理与应用单片机原理与应用2半双工通信半双工通信半双工是指数据传输可以半双工是指数据传输可以沿两个方向沿两个方向，但需要，但需要分时分时进行。可以通过收进行。可以通过收/发转换开关进行接收状态发转换开关进行接收状态和发送状态的切换，也可以通过和发送状态的切换，也可以通过软件软件控制来实现控制来实现收

15、收/发状态切换。发状态切换。图图9-5串行通信的串行通信的3种制式种制式19单片机原理与应用单片机原理与应用3全双工通信全双工通信全双工是指数据可以全双工是指数据可以同时进行双向同时进行双向传输传输。图图9-5串行通信的串行通信的3种制式种制式20单片机原理与应用单片机原理与应用9.1.3 串行通信的标准接口串行通信的标准接口标准接口标准接口：是指为了使计算机、各种：是指为了使计算机、各种数据终端、通信设备相互之间能进行数据终端、通信设备相互之间能进行合理合理化、规范化、通用化化、规范化、通用化的连接而制定的具有的连接而制定的具有特定特定参数、指标与性能并符合某种协议的参数、指标与性能并符合某

16、种协议的接口。接口。常用的串行通信标准接口有常用的串行通信标准接口有RS-232C、RS-422A、RS-423A、RS-485等，下等，下面重点介绍面重点介绍RS-232C接口。接口。21单片机原理与应用单片机原理与应用RS-232C接口接口RS-232C标准接口是标准接口是EIA（美国电子工业（美国电子工业协会）于协会）于1969年颁布的串行通信接口标准。年颁布的串行通信接口标准。RS是是“RecommendedStandard”（推荐标准）（推荐标准）的缩写，的缩写，232为标准的编号，为标准的编号，C为版本号。在为版本号。在RS-232C之前为之前为RS-232A与与RS-232B，1

17、987年修订为年修订为EIA-232D，1991年修订为年修订为EIA-232E，1997年又修订为年又修订为EIA-232F。其中，。其中，RS-232C最为常用最为常用。22单片机原理与应用单片机原理与应用RS-232C接口在远程数据通信系统中的应用接口在远程数据通信系统中的应用当两台计算机（当两台计算机（DTE）借助公用电话网进行）借助公用电话网进行远程数据通信时。远程数据通信时。RS-232C用于将用于将DTE和和DCE进进行连接，使两者能进行串行通信。行连接，使两者能进行串行通信。图图9-6RS-232C接口在远程数据通信系统中的应用接口在远程数据通信系统中的应用23单片机原理与应用

18、单片机原理与应用1RS-232C的机械特性的机械特性RS-232C接口规定使用接口规定使用25针针连接器连接器（DB-25），连接器的尺寸及每个插针的），连接器的尺寸及每个插针的排列位置都有排列位置都有明确的定义明确的定义。由于一般的应。由于一般的应用中很少用到用中很少用到RS-232C标准的全部信号线，标准的全部信号线，所以在所以在实际应用实际应用中常常使用中常常使用9针针连接器连接器（DB-9）替代）替代25针连接器。两者的外形针连接器。两者的外形与引脚排列如图与引脚排列如图9-7所示。通常一端做成所示。通常一端做成插插针针，另一端做成插，另一端做成插孔孔。24单片机原理与应用单片机原理与

19、应用DB-25和和DB-9连接器连接器图图9-7DB-25和和DB-9连接器连接器25单片机原理与应用单片机原理与应用2RS-232C的引脚功能（的引脚功能（表表9-1）引引 脚脚序序 号号信信 号号名名 称称功功 能能信信 号号 方方 向向1PGND保保护护（屏蔽）接地（屏蔽）接地2（3）TXD发发送数据（串行送数据（串行输输出）出）DTEDCE3（2）RXD接收数据（串行接收数据（串行输输入）入）DTEDCE4（7）RTS请请求求发发送送DTEDCE5（8）CTS允允许发许发送送DTEDCE6（6）DSRDCE就就绪绪（数据建立就（数据建立就绪绪）DTEDCE7（5）SGND信号接地信号接

20、地8（1）DCD载载波波检测检测DTEDCE9保留供保留供测试测试用用10保留供保留供测试测试用用注：引脚序号栏中带括号的序号为注：引脚序号栏中带括号的序号为DB-9连接器的引脚序号。连接器的引脚序号。26单片机原理与应用单片机原理与应用引引 脚脚序序 号号信信 号号名名 称称功功 能能信信 号号 方方 向向11未定未定义义12SDCD辅辅助信道助信道载载波波检测检测DTEDCE13SCTS辅辅助信道允助信道允许发许发送送DTEDCE14STXD辅辅助信道助信道发发送数据送数据DTEDCE15TXC发发送送时钟时钟DTEDCE16SRXD辅辅助信道接收数据助信道接收数据DTEDCE17RXC接

21、收接收时钟时钟DTEDCE18未定未定义义19SRTS辅辅助信道助信道请请求求发发送送DTEDCE20（4）DTRDTE就就绪绪（数据（数据终终端准端准备备就就绪绪）DTEDCE21SQD信号信号质质量量检测检测DTEDCE22（9）RI振振铃铃指示指示DTEDCE23DRS数据信号速率数据信号速率选择选择DTEDCE24ETXC外部外部发发送送时钟时钟DTEDCE25未定未定义义注：引脚序号栏中带括号的序号为注：引脚序号栏中带括号的序号为DB-9连接器的引脚序号连接器的引脚序号27单片机原理与应用单片机原理与应用3RS-232C的电气特性的电气特性RS-232C的信号电平的信号电平：RS-2

22、32C标准标准规定采用负逻辑电平。规定采用负逻辑电平。信号源点的逻辑信号源点的逻辑0（空（空号）电平范围为号）电平范围为+5V+15V，逻辑，逻辑1（传号）（传号）电平范围为电平范围为5V15V；信号目的点的逻辑；信号目的点的逻辑0（空号）电平范围为（空号）电平范围为+3V+15V，逻辑，逻辑1（传号）电平范围为（传号）电平范围为3V15V，噪声容限，噪声容限为为2V。RS-232C的信号电平如图的信号电平如图9-8所示。所示。28单片机原理与应用单片机原理与应用RS-232C的信号电平的信号电平图图9-8 RS-232C的信号电平的信号电平通常，通常，RS-232C的逻辑电平采用的逻辑电平采

23、用12V表示逻表示逻辑辑0，12V表示逻辑表示逻辑1。29单片机原理与应用单片机原理与应用RS-232C的传输距离与传输速率：的传输距离与传输速率：RS-232C的传输距离：的传输距离：DTE和和DCE之间之间采用采用RS-232C传输的最大距离不大于传输的最大距离不大于15m。RS-232C的传输速率：的传输速率：小于小于20kbit/s。注意：传输距离与传输速率是成反比的。注意：传输距离与传输速率是成反比的。30单片机原理与应用单片机原理与应用RS-232C在远程通信中的连接在远程通信中的连接远程远程通信（传输距离在通信（传输距离在15m以上）通常需要采用以上）通常需要采用调制解调制解调器

24、调器（MODEM），这时，），这时，RS-232C与与DTE和和DCE之间的连之间的连接方式如图接方式如图9-9：4RS-232C与与DTE和和DCE的连接的连接31单片机原理与应用单片机原理与应用近程近程通信是通信距离小于通信是通信距离小于15m的通信，这时，无需使用的通信，这时，无需使用调制解调器，两台调制解调器，两台具有具有RS-232C接口接口的计算机可采用图的计算机可采用图9-10所示的两种连接方式中的任意一种进行所示的两种连接方式中的任意一种进行直接连接直接连接。RS-232C在近程通信中的连接在近程通信中的连接（a）图的连接方式具有较好的硬件握手功能）图的连接方式具有较好的硬件握

25、手功能（b）图的连接方式最简单，但需要利用软件实现握手功能）图的连接方式最简单，但需要利用软件实现握手功能32单片机原理与应用单片机原理与应用5RS-232C与与MCS-51系列单片机的连接系列单片机的连接由于由于MCS-51系列单片机的串行口不是系列单片机的串行口不是标准标准RS-232C接口，采用的是接口，采用的是正逻辑正逻辑TTL电电平平：即逻辑：即逻辑1为为2.4V；逻辑；逻辑0为为0.4V。所以使用所以使用RS-232C接口将接口将MCS-51系列系列单片机与计算机或其他具有单片机与计算机或其他具有RS-232C接口的接口的设备进行连接时，必须考虑设备进行连接时，必须考虑电平转换电平

26、转换问题。问题。通常使用通常使用专用的电平转换芯片专用的电平转换芯片来进来进行电平转换。行电平转换。33单片机原理与应用单片机原理与应用MC1488、MC1489电平转换芯片电平转换芯片：图图9-11 MC1488、MC1489的内部结构和引脚排列的内部结构和引脚排列MC1488用于将输入的用于将输入的TTL电平转换为电平转换为RS-232C电平，电平，MC1489用于将输入的用于将输入的RS-232C电平转换为电平转换为TTL电平输出。电平输出。34单片机原理与应用单片机原理与应用由由MC1488、MC1489构成的电平转换电路构成的电平转换电路 935单片机原理与应用单片机原理与应用为了减

27、少使用双电源的麻烦，现在市场上出为了减少使用双电源的麻烦，现在市场上出现了使用现了使用单电源单电源供电的电平转换芯片，这种芯供电的电平转换芯片，这种芯片体积更小，连接更简便，而且抗干扰能力更片体积更小，连接更简便，而且抗干扰能力更强，常见的有强，常见的有MAXIM公司生产公司生产MAX232。它仅。它仅需要需要+5V电源，由电源，由内置内置的电子泵电压转换器将的电子泵电压转换器将+5V转换成转换成10V+10V。该芯片与。该芯片与TTL/CMOS电平兼容，片内有电平兼容，片内有2个发送器和个发送器和2个个接收器，使用比较方便。由它构成的电平转换接收器，使用比较方便。由它构成的电平转换电路如图电

28、路如图9-13所示。所示。MAX232电平转换芯片电平转换芯片 36单片机原理与应用单片机原理与应用由由MAX232构成的电平构成的电平 转换电路转换电路RC5：去耦电容，取值为：去耦电容，取值为0.1uF；C1、C2、C3、C4选用数值相同的钽电解电容，取值为选用数值相同的钽电解电容，取值为1uF；连接时应注；连接时应注意极性，尽量放置在引脚旁边。意极性，尽量放置在引脚旁边。37单片机原理与应用单片机原理与应用6RS-232C的缺点的缺点接口的信号电平值较高接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的，易损坏接口电路的芯片。芯片。与与TTL电平不兼容，与电平不兼容，与TTL电平接口连接需电平接口连

29、接需进行进行电平转换电平转换。传输距离短，使用时传输距离一般不超过传输距离短，使用时传输距离一般不超过15m，线路条件好时也不超过几十米。，线路条件好时也不超过几十米。传输速率较低，最高传送速率为传输速率较低，最高传送速率为20kbit/s。由于收发信号采用共地传输，容易产生由于收发信号采用共地传输，容易产生共模共模干扰干扰，所以抗干扰能力较差。，所以抗干扰能力较差。38单片机原理与应用单片机原理与应用9.2 串行接口的结构与控制串行接口的结构与控制9.2.1串行接口的结构串行接口的结构9.2.2串行接口的控制寄存器串行接口的控制寄存器39单片机原理与应用单片机原理与应用图图9-14 MCS-

30、51单片机串行口的结构单片机串行口的结构9.2.1 串行接口的结构串行接口的结构40单片机原理与应用单片机原理与应用图图9-14 说明说明 串行口由发送电路和接收电路两部分组成。图中有串行口由发送电路和接收电路两部分组成。图中有两个两个物理上物理上独立独立的串行口接收、发送缓冲器的串行口接收、发送缓冲器SBUF。SBUF（发送）用于存放将要发送的字符数据；（发送）用于存放将要发送的字符数据；SBUF（接收）用于存放串行口接收到的字符数据，数（接收）用于存放串行口接收到的字符数据，数据的发送、接收可据的发送、接收可同时同时进行。进行。SBUF（发送）和（发送）和SBUF（接收）同属于特殊功能（接

31、收）同属于特殊功能寄存器寄存器SBUF，占用同一个地址占用同一个地址99H。但。但发送缓冲器只发送缓冲器只能写入，不能读出；接收缓冲器只能读出，不能写入能写入，不能读出；接收缓冲器只能读出，不能写入。因此，对因此，对SBUF进行写操作时，是把数据送入进行写操作时，是把数据送入SBUF（发（发送）中；对送）中；对SBUF进行读操作时，读出的是进行读操作时，读出的是SBUF（接收）（接收）中的数据。中的数据。41单片机原理与应用单片机原理与应用1串口发送过程串口发送过程当单片机执行当单片机执行“写写”SBUF命令（如命令（如MOVSBUF，A）时，将累加器）时，将累加器A中欲发送的字符送中欲发送的

32、字符送入入SBUF（发送）后，发送控制器在发送时钟（发送）后，发送控制器在发送时钟的作用下，的作用下，自动自动在发送字符前后添加起始位、在发送字符前后添加起始位、停止位和其他控制位，然后在发送时钟的控制停止位和其他控制位，然后在发送时钟的控制下，下，逐位逐位从从TXD线上串行发送字符帧。发送完线上串行发送字符帧。发送完一帧一帧数据后使发送中断标志数据后使发送中断标志TI=1，发出串口发，发出串口发送中断请求。送中断请求。42单片机原理与应用单片机原理与应用2串口接收过程串口接收过程串行口在接收时，接收控制器会自动对串行口在接收时，接收控制器会自动对RXD线进行监视。当确认线进行监视。当确认RX

33、D线上出现线上出现起始位起始位后，接收控制器就从起始位后的数据位开始，后，接收控制器就从起始位后的数据位开始，将将一帧一帧字符中的字符中的有用位逐位有用位逐位移入接收缓冲寄存移入接收缓冲寄存器器SBUF（接收）中，（接收）中，自动自动去掉起始位、停止去掉起始位、停止位或空闲位，并使接收中断标志位或空闲位，并使接收中断标志RI=1，发出，发出串口接收中断请求。这时，只要执行串口接收中断请求。这时，只要执行“读读”SBUF命令（如命令（如MOVA，SBUF），便可以），便可以得到接收的数据。得到接收的数据。注意：要及时读出数据，否则会出现数据丢失。注意：要及时读出数据，否则会出现数据丢失。43单片

34、机原理与应用单片机原理与应用9.2.2 串行接口的控制寄存器串行接口的控制寄存器1串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON2电源控制寄存器电源控制寄存器PCON44单片机原理与应用单片机原理与应用1串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON用于设定串行口的工作方式、接收用于设定串行口的工作方式、接收/发送发送控制以及设置状态标志等。它的字节地址为控制以及设置状态标志等。它的字节地址为98H，可进行可进行位寻址位寻址，其各位的定义如图，其各位的定义如图9-15所示。所示。图图9-15 串行口控制寄存器串行口控制寄存器45单片机原理与应用单片机原理与应用SCON各位名称和功能各位名称和功能S

35、M0和和SM1（SCON.7和和SCON.6）：串行口工作）：串行口工作方式选择位。可选择方式选择位。可选择4种工作方式，如表种工作方式，如表9-2所示。所示。SM0SM1工作方式工作方式功功 能能波波 特特 率率000同步同步8位移位寄存器位移位寄存器fosc/1201110位异步收位异步收发发（8位数据）位数据）可可变变，由定，由定时时器控制器控制10211位异步收位异步收发发（9位数据）位数据）fosc/64或或fosc/3211311位异步收位异步收发发（9位数据）位数据）可可变变，由定，由定时时器控制器控制表表9-2串行口的工作方式串行口的工作方式46单片机原理与应用单片机原理与应用

36、RI（SCON.0）：接收中断标志位。用）：接收中断标志位。用于指示一帧信息是否接收完毕。它的工作于指示一帧信息是否接收完毕。它的工作过程是：在方式过程是：在方式0中，当串行接收完第中，当串行接收完第8位位数据时；在数据时；在其他方式其他方式下，当串行口接收到下，当串行口接收到停止位停止位时；由内部硬件电路使时；由内部硬件电路使RI=1。一旦。一旦RI被硬件置被硬件置1，便产生串口中断请求（假，便产生串口中断请求（假设串口中断是开放的，下同）。设串口中断是开放的，下同）。SCON各位名称和功能各位名称和功能注意：注意：RI必须由软件清必须由软件清0（CLRRI）。）。47单片机原理与应用单片机

37、原理与应用TI（SCON.1）：发送中断标志位。用）：发送中断标志位。用于指示一帧信息是否发送完毕。它的工作于指示一帧信息是否发送完毕。它的工作过程是：在方式过程是：在方式0中，当串行发送第中，当串行发送第8位数位数据结束时；在其他方式下，开始串行发送据结束时；在其他方式下，开始串行发送停止位时，由内部硬件电路使停止位时，由内部硬件电路使TI=1，并向，并向CPU发出串口中断请求。发出串口中断请求。SCON各位名称和功能各位名称和功能注意：注意：TI也必须通过软件才能将其清也必须通过软件才能将其清0（CLRTI）。）。48单片机原理与应用单片机原理与应用RB8（SCON.2）：接收数据第）：接

38、收数据第9位。在位。在方式方式2或方式或方式3中，用于存放接收数据的第中，用于存放接收数据的第9位，此时，该位可能是奇偶校验位，也可位，此时，该位可能是奇偶校验位，也可能是多机通信中的地址帧能是多机通信中的地址帧/数据帧的标志位。数据帧的标志位。在方式在方式1时，若时，若SM2=0，则，则RB8为接收到的为接收到的停止位。方式停止位。方式0时，不使用时，不使用RB8。SCON各位名称和功能各位名称和功能49单片机原理与应用单片机原理与应用TB8（SCON.3）：发送数据第）：发送数据第9位。在位。在方式方式2或方式或方式3中，用于存放发送数据的第中，用于存放发送数据的第9位，此时，该位可以用作

39、奇偶校验位，在多位，此时，该位可以用作奇偶校验位，在多机通信中，可以作为地址帧机通信中，可以作为地址帧/数据帧的标志数据帧的标志位。位。REN（SCON.4）：）：允许接收控制位允许接收控制位。若使若使REN=1，则启动串行口接收数据；若使，则启动串行口接收数据；若使REN=0，则禁止串口接收。，则禁止串口接收。SCON各位名称和功能各位名称和功能50单片机原理与应用单片机原理与应用=SM2（SCON.5）：）：多机通信控制位。主要用于方多机通信控制位。主要用于方式式2和方式和方式3中。中。若接收方单片机的若接收方单片机的SM2=1，则由收到的则由收到的RB8来控来控制是否使制是否使RI置置1

40、：当收到的：当收到的RB8=0时，时，RI不被置不被置1，收到的信息被丢弃；当收到的收到的信息被丢弃；当收到的RB8=1时，收到的数时，收到的数据进入据进入SBUF（接收），并将接收），并将RI置置1，向，向CPU发出串口发出串口中断请求，接收方可在串口中断服务中将数据从中断请求，接收方可在串口中断服务中将数据从SBUF（接收）中读走。也可以通过查询接收）中读走。也可以通过查询RI的办法，的办法，在发现在发现RI为为1后，将后，将SBUF（接收）中的数据读走。接收）中的数据读走。SCON各位名称和功能各位名称和功能51单片机原理与应用单片机原理与应用若接收方单片机的若接收方单片机的SM2=0，

41、则，则RB8不再具不再具有控制有控制RI激活的功能，不论收到的激活的功能，不论收到的RB8为为0还是还是1，收到的数据都会进入，收到的数据都会进入SBUF，并使，并使RI=1。运用运用SM2的控制功能，便可以实现多机通信的控制功能，便可以实现多机通信（将在下一节中详细介绍）。（将在下一节中详细介绍）。在方式在方式0时，不使用时，不使用SM2控制位，应将控制位，应将SM2设定为设定为0。在方式。在方式1时，通常也将时，通常也将SM2设为设为0，若，若使使SM2=1，则只有接收到，则只有接收到有效有效的停止位时，的停止位时，RI才被置才被置1。SCON各位名称和功能各位名称和功能52单片机原理与应

42、用单片机原理与应用2电源控制寄存器电源控制寄存器PCONPCON的字节地址为的字节地址为87H，不能按位寻址，不能按位寻址，只能只能按字节寻址按字节寻址。各位的定义如图。各位的定义如图9-16所示。其中，只所示。其中，只有一位有一位SMOD与串行口工作有关。编程时只能使用与串行口工作有关。编程时只能使用字节操作指令对它赋值。字节操作指令对它赋值。图图9-16 电源控制寄存器电源控制寄存器53单片机原理与应用单片机原理与应用PCON控制位的名称和功能控制位的名称和功能 SMOD（PCON.7）：）：波特率倍增位波特率倍增位。在串行口方式在串行口方式1、方式、方式2、方式、方式3中，用于控中，用于

43、控制是否倍增波特率。当制是否倍增波特率。当SMOD=0时，波特时，波特率不倍增；当率不倍增；当SMOD=1时，波特率提高一时，波特率提高一倍。倍。PCON其余的位，只定义了其余的位，只定义了4位，位，GF1、GF0为通用标志位，为通用标志位，PD、IDL用于节用于节电方式控制：前者为掉电控制位，后者为电方式控制：前者为掉电控制位，后者为空闲控制位。空闲控制位。54单片机原理与应用单片机原理与应用9.3 串行接口的工作方式与波特率串行接口的工作方式与波特率9.3.1串行接口的工作方式串行接口的工作方式9.3.2串行接口的波特率串行接口的波特率55单片机原理与应用单片机原理与应用9.3.1 串行接

44、口的工作方式串行接口的工作方式1方式方式02方式方式13方式方式2和方式和方式356单片机原理与应用单片机原理与应用1方式方式0 图图9-17串口工作在方式串口工作在方式0时的内部结构时的内部结构 方方式式0时时，串串行行口口被被设设定定为为同同步步移移位位寄寄存存器器。这这时时，串串行口的内部结构可简化为图行口的内部结构可简化为图9-17所示。所示。57单片机原理与应用单片机原理与应用图图9-17说明说明由图由图9-17可见，当串行口工作于方式可见，当串行口工作于方式0时，时，RXD（P3.0）引脚用于输入或输出数据，）引脚用于输入或输出数据，TXD（P3.1）引脚用于输出同步移位脉冲）引脚

45、用于输出同步移位脉冲。波特率固定为波特率固定为fosc/12。发送和接收均为。发送和接收均为8位数位数据，据，低位在前，高位在后低位在前，高位在后。串口工作于方式串口工作于方式0时，时，SM2、RB8和和TB8皆不起作用，通常将它们均设置为皆不起作用，通常将它们均设置为0状态。状态。58单片机原理与应用单片机原理与应用（1）方式）方式0发送发送方式方式0发送时，发送时，SBUF（发送）相当于一个（发送）相当于一个并入串出并入串出的的移位寄存器。移位寄存器。当当TI=0时，通过指令向发送数据缓冲器时，通过指令向发送数据缓冲器SBUF写入写入一个数据，就会启动串行口的发送过程。从一个数据，就会启动

46、串行口的发送过程。从RXD引脚逐引脚逐位移出位移出SBUF中的数据，同时从中的数据，同时从TXD引脚输出同步移位脉引脚输出同步移位脉冲。这个移位脉冲可供与串口通信的冲。这个移位脉冲可供与串口通信的外设作为输入移位外设作为输入移位脉冲脉冲移入数据。移入数据。当当SBUF中的中的8位位数据完全移出后，硬件电路自动将数据完全移出后，硬件电路自动将中断标志中断标志TI置置1，产生串口中断请求。，产生串口中断请求。如要再发送下一字节数据，必须用指令先将如要再发送下一字节数据，必须用指令先将TI清清0，再重复上述过程。再重复上述过程。59单片机原理与应用单片机原理与应用图图9-18 串口方式串口方式0的发

47、送时序的发送时序方式方式0发送时的时序发送时的时序60单片机原理与应用单片机原理与应用（2）方式）方式0接收接收在方式在方式0接收时，接收时，SBUF（接收）相当于一个（接收）相当于一个串入并出串入并出的的移位寄存器。移位寄存器。当当SCON中的接收允许位中的接收允许位REN=1，并用指令使，并用指令使RI为为0时，时，就会启动串行口接收过程。外设送来的串行数据从就会启动串行口接收过程。外设送来的串行数据从RXD引脚引脚输入，同步移位脉冲从输入，同步移位脉冲从TXD引脚输出，供给外设作为输出移引脚输出，供给外设作为输出移位脉冲用于移出数据。位脉冲用于移出数据。当一帧数据完全移入单片机的当一帧数

48、据完全移入单片机的SBUF后，由硬件电路将后，由硬件电路将中断标志中断标志RI置置1，产生串口中断请求。接收方可在查询到，产生串口中断请求。接收方可在查询到RI=l后或在串口中断服务程序中将后或在串口中断服务程序中将SBUF（接收）中的数据（接收）中的数据读走。读走。如要再接收数据，必须用指令将如要再接收数据，必须用指令将RI清清0，再重复上述过程。，再重复上述过程。61单片机原理与应用单片机原理与应用串口方式串口方式0的接收时序的接收时序图图9-19 串口方式串口方式0的接收时序的接收时序62单片机原理与应用单片机原理与应用2方式方式1工作方式工作方式1时，串口被设定为时，串口被设定为10位

49、位异步通信口。异步通信口。TXD为数据发送引脚，为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚为数据接收引脚，所传送，所传送的字符帧格式如图的字符帧格式如图9-20所示。所示。图图9-20 串口方式串口方式1的字符帧格式的字符帧格式63单片机原理与应用单片机原理与应用（1）方式）方式1发送发送在在TI=0时，当执行一条写时，当执行一条写SBUF的指令后，的指令后，即可启动串行口发送过程：即可启动串行口发送过程：发送电路发送电路自动自动在写入在写入SBUF中的中的8位数据前位数据前后分别添加后分别添加1位起始位和位起始位和1位停止位。在发送移位停止位。在发送移位脉冲作用下，从位脉冲作用下，从TXD引脚引脚

50、逐位逐位送出起始位、数送出起始位、数据位和停止位。发送完一个字符帧后，自动维持据位和停止位。发送完一个字符帧后，自动维持TXD线为线为高高电平。并使发送中断标志电平。并使发送中断标志TI置置1，产，产生串口中断请求。生串口中断请求。通过通过软件软件将将TI清清0，便可继续发送。，便可继续发送。64单片机原理与应用单片机原理与应用串口方式串口方式1的发送时序的发送时序图图9-21 串口方式串口方式1的发送时序的发送时序65单片机原理与应用单片机原理与应用（2）方式）方式1接收接收当使用命令使当使用命令使RI=0，REN=1时，串口开时，串口开始接收过程：始接收过程：接收控制器先以速率为所选波特率