單片機串行口介紹
阿新 • • 發佈：2017-05-06
idt 數據傳輸 align 異步 復雜 width 波特率 字符 重裝
介紹
串行口是單片機與外界進行信息交換的工具，8051單片機的通信方式有兩種：
並行通信:數據的各位同時發送或接收。 串行通信:數據一位一位次序發送或接收。
串行通信的方式
異步通信
- 用一個起始位0表示字符的開始，用停止位1表示字符的結束，中間夾著8個數據位，字符能一個接一個傳送
- CPU與外設之間必須有字符格式和波特率兩項規定
- 字符格式規定能使雙方把0和1串理解成同一種意義，原則上自由制定，通用角度使用標準如ASCII
- 波特率即數據傳輸速率，每秒傳送的二進制位數，如120字符/s，每個字符10數位，則傳送波特率為1200波特
同步通信
去掉了開始結束標誌提高速度，但由於數據塊傳遞開始要用同步字符來指示，同時要求由時鐘來實現發送端與接收端之間的同步，故硬件較復雜。
通信方向
在串行通信中，把通信接口只能發送或接收的單向傳送辦法叫單工傳送；把數據能雙向傳遞稱為雙工傳送。半雙工傳送兩機之間不能同時進行發送和接收，任一時該，只能發或者只能收信息。全雙工傳送是能同時發送接收。
串行接口結構
- 51單片機一個可編程的全雙工串行通信接口。可用作異步通信方式（UART），與串行傳送信息的外部設備相連接。或用於通過同步或異步標準通信協議進行全雙工的8051多機系統，使用TTL或CMOS移位寄存器來擴充I/O口。
- 8051單片機通過管腳RXD（P3.0，串行數據接收端）和管腳TXD（P3.1，串行數據發送端）與外界通信。SBUF是串行口緩沖寄存器，包括發送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和地址空間，但不會出現沖突，因為它們兩個一個只能被CPU讀出數據，一個只能被CPU寫入數據。
串行口的控制與狀態寄存器
串行口控制寄存器 SCON
用於定義串行口的工作方式及實施接收和發送控制，字節地址為98H
| D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
| SM0 | SM1 | SM2 | REN | TB8 | RB8 | TI |
RI
|
SM0、SM1：串行口工作方式選擇位
| SM0、SM1 | 工作方式 | 功能描述 | 波特率 |
| 0 0 | 方式0 | 8位移位寄存器 | Fosc/12 |
| 0 1 | 方式1 | 10位UART | 可變 |
| 1 0 | 方式2 | 11位UART | Fosc/64或fosc/32 |
| 1 1 | 方式3 | 11位UART |
可變
|
串行口的工作方式
方式0
- 為移位寄存器輸入/輸出方式。可外接移位寄存器以擴展I/O口，也能外接同步輸入/輸出設備。8位串行數據者是從RXD輸入或輸出，TXD用來輸出同步脈沖。
- 輸出：發送完畢後終端標誌T1硬件置位。（同其他）
- 輸入：當 RI =0和REN =1同時滿足開始接收，接收到第八位後數據移至寄存器，硬件置位RI。
方式1
- 為波特率可變的10位異步通信方式。
- 輸出：當執行一條指令將數據寫入發送緩沖SBUF時，就啟動發送，發送完一幀硬件置位T1
- 輸入：檢測1-0跳變，使用前用軟件清零RI和SM2
方式2
- 為固定波特率的11位UART方式。它比方式1增加了一位可程控為1或0的第9位數據。
- 輸出：11位，附加第九位是SCON的TB8位，可作為多機通信中地址/數據信息標誌位、奇偶校正位。別的同其他
- 輸入：123同
方式3
為波特率可變的11位UART方式。除波特率外，其余與方式2相同。
波特率選擇
方式0：方式0的波特率固定為主振頻率的1/12。
方式2：波特率由 PCON 中的SMOD位決定
波特率=2SOMD/64*fosc，SMOD=0或1
方式1和3：
波特率=定時器T1溢出率
T1溢出率= T1計數率/產生溢出所需的周期數
T1計數率取決於它工作在定時器狀態還是計數器狀態。
- 當工作於定時器狀態時，T1計數率為fosc/12;
- 當工作於計數器狀態時，T1計數率為外部輸入頻率，此頻率應小於fosc/24。
產生溢出所需周期與定時器T1的工作方式、T1的預置值有關。
- 定時器T1工作於方式0：溢出所需周期數=8192-x
- 定時器T1工作於方式1：溢出所需周期數=65536-x
- 定時器T1工作於方式2：溢出所需周期數=256-x
因為方式2為自動重裝入初值的8位定時器/計數器模式，所以用它來做波特率發生器最恰當。
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