第六講 串口通信原理及操作流程

1、第六講串口通信原理及操作流程第六講串口通信原理及操作流程曾鐵軍主主 要要 內內 容容23串行通信總線標準及其接口串行通信總線標準及其接口 51單片機串口應用舉例單片機串口應用舉例4MCS-51的串行接口的串行接口 串行通信基礎知識串行通信基礎知識1實實 例例 1信息編碼：文字信息編碼：文字信息載體：文字、信息載體：文字、 紙張紙張信息傳送方式：信息傳送方式： 郵遞員郵遞員實例實例2 第四步第四步第三步第三步第二步第二步第一步第一步說出同學說出同學A的名字或學號的名字或學號提問提問說出同學說出同學B的名字或學的名字或學號號提問提問課堂上老師先讓同學課堂上老師先讓同學A、再讓同學再讓同學B回答問題

2、的回答問題的過程？過程？實實 例例 3老師讓學習委員來取作業(yè)本的兩種方式老師讓學習委員來取作業(yè)本的兩種方式(1) 老師等著學習委員來取老師等著學習委員來取(2) 將作業(yè)本放在辦公桌上，學習委員自己來取將作業(yè)本放在辦公桌上，學習委員自己來取串行通信基礎知識1.1 串行通信與并行通信串行通信與并行通信1.2 異步通信與同步通信異步通信與同步通信1.3 串行通信的傳輸方向串行通信的傳輸方向1.4 信號的調制與解調信號的調制與解調1.5 串行通信的錯誤校驗串行通信的錯誤校驗1.6 傳輸速率與傳輸距離傳輸速率與傳輸距離串行通信與并行通信串行通信與并行通信在計算機系統(tǒng)中，在計算機系統(tǒng)中，CPU和外部通信有

3、兩種通信方式：并行通和外部通信有兩種通信方式：并行通信和串行通信。信和串行通信。并行通信，即數(shù)據的各位同時傳送；串行通信，即數(shù)據一位一并行通信，即數(shù)據的各位同時傳送；串行通信，即數(shù)據一位一位順序傳送。位順序傳送。計 算 機 1計 算 機 2或 外 設GNDGND計 算 機 1計 算 機 2或 外 設GNDGND發(fā) 送接 收(a)(b)并行通信并行通信串行通信串行通信串行通信串行通信并行通信并行通信通信距離通信距離遠遠近近抗干擾能力抗干擾能力高高低低傳輸速度傳輸速度慢慢快快成本成本低低高高異步通信與同步通信異步通信與同步通信1.異步通信 異步通信是指通信的發(fā)送與接收設備使用各自的時鐘控制數(shù)據的發(fā)

4、送和接收過程。為使雙方的收發(fā)協(xié)調，要求發(fā)送和接收設備的時鐘盡可能一致。 ：步通信的數(shù)據格異式步通信的數(shù)據格異式 中斷的概念中斷的概念異步通信的特點：不要求收發(fā)雙方時鐘的嚴格一致，異步通信的特點：不要求收發(fā)雙方時鐘的嚴格一致，實現(xiàn)容易，設備開銷較小，但每個字符要附加實現(xiàn)容易，設備開銷較小，但每個字符要附加23位位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。 建立發(fā)送方時鐘對接收方時鐘的直接控制，使建立發(fā)送方時鐘對接收方時鐘的直接控制，使雙方達到完全同步。此時，傳輸數(shù)據的位之間的距雙方達到完全同步。此時，傳輸數(shù)據的位之間的距離均為離均為“位間隔位

5、間隔”的整數(shù)倍，同時傳送的字符間不的整數(shù)倍，同時傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關系，也保持字符同步關系。留間隙，即保持位同步關系，也保持字符同步關系。外同步外同步 自同步自同步同步通信同步通信同步通信同步通信標題：標題：中包含源地址、目標地址和路由指示等信息中包含源地址、目標地址和路由指示等信息SOH（01H）：表示標題的開始）：表示標題的開始STX（02H），表示傳送的數(shù)據塊開始），表示傳送的數(shù)據塊開始組終字符組終字符ETB（17H）或）或文終字符文終字符ETX（03H）。）。校驗碼校驗碼典型的面向字符的同步規(guī)程典型的面向字符的同步規(guī)程:IBM的二進制同步規(guī)程的二進制同步規(guī)程BSC面向位

6、的同步格式 ：將數(shù)據塊看作數(shù)據流，并用序列將數(shù)據塊看作數(shù)據流，并用序列01111110作為開始和結作為開始和結束標志。為了避免在數(shù)據流中出現(xiàn)序列束標志。為了避免在數(shù)據流中出現(xiàn)序列01111110時引起的時引起的混亂，發(fā)送方總是在其發(fā)送的數(shù)據流中每出現(xiàn)混亂，發(fā)送方總是在其發(fā)送的數(shù)據流中每出現(xiàn)5個連續(xù)的個連續(xù)的1就就插入一個附加的插入一個附加的0；接收方則每檢測到；接收方則每檢測到5個連續(xù)的個連續(xù)的1并且其后并且其后有一個有一個0時，就刪除該時，就刪除該0。 典型的面向位的同步協(xié)議如典型的面向位的同步協(xié)議如ISO的高級數(shù)據鏈路控制規(guī)程的高級數(shù)據鏈路控制規(guī)程HDLC和和IBM的同步數(shù)據鏈路控制規(guī)程的

7、同步數(shù)據鏈路控制規(guī)程SDLC。 同步通信的特點同步通信的特點是以特定的位組合是以特定的位組合“01111110”作為作為幀的開始和結束標志，所傳輸?shù)囊粠瑪?shù)據可以是任意位。所幀的開始和結束標志，所傳輸?shù)囊粠瑪?shù)據可以是任意位。所以傳輸?shù)男瘦^高，但實現(xiàn)的硬件設備比異步通信復雜。以傳輸?shù)男瘦^高，但實現(xiàn)的硬件設備比異步通信復雜。 1.3 串行通信的傳輸方向串行通信的傳輸方向單工單工發(fā)送發(fā)送接收接收TXDRXD半雙工半雙工發(fā)發(fā)送送接接收收發(fā)發(fā)送送接接收收TXD / RXD全雙工全雙工發(fā)送發(fā)送接收接收發(fā)送發(fā)送接收接收TXDTXDRXDRXD1.4 信號的調制與解調信號的調制與解調調制器（Modulato

8、r）：把數(shù)字信號轉換成模擬信號，然后送到通信線路上去。解調器（Demodulator）：把從通信線路上收到的模擬信號轉換成數(shù)字信號。調制解調器MODEM：由于通信是雙向的，調制器和解調器合并在一個裝置中。調制調制解調的方式有多種，這里調頻為例：解調的方式有多種，這里調頻為例： 通過數(shù)字信號對二個不同頻率的正弦載波信號的鍵通過數(shù)字信號對二個不同頻率的正弦載波信號的鍵控和信號的合成實現(xiàn)。控和信號的合成實現(xiàn)。模擬模擬電子開電子開關關模擬模擬電子開電子開關關高頻高頻正弦正弦信號信號低頻低頻正弦正弦信號信號數(shù)字信號數(shù)字信號10101010頻帶信頻帶信號輸出號輸出合成合成1101.5串行通信的錯誤校驗串行

9、通信的錯誤校驗1、奇偶校驗、奇偶校驗在發(fā)送數(shù)據時，數(shù)據位尾隨的在發(fā)送數(shù)據時，數(shù)據位尾隨的1位為奇偶校驗位（位為奇偶校驗位（1或或0）。）。奇校驗時，數(shù)據中奇校驗時，數(shù)據中“1”的個數(shù)與校驗位的個數(shù)與校驗位“1”的個數(shù)之和應的個數(shù)之和應為奇數(shù)；偶校驗時，數(shù)據中為奇數(shù)；偶校驗時，數(shù)據中“1”的個數(shù)與校驗位的個數(shù)與校驗位“1”的個的個數(shù)之和應為偶數(shù)。接收字符時，對數(shù)之和應為偶數(shù)。接收字符時，對“1”的個數(shù)進行校驗，的個數(shù)進行校驗，若發(fā)現(xiàn)不一致，則說明傳輸數(shù)據過程中出現(xiàn)了差錯。若發(fā)現(xiàn)不一致，則說明傳輸數(shù)據過程中出現(xiàn)了差錯。2、代碼和校驗、代碼和校驗代碼和校驗是發(fā)送方將所發(fā)數(shù)據塊求和（或各字節(jié)異或），代

10、碼和校驗是發(fā)送方將所發(fā)數(shù)據塊求和（或各字節(jié)異或），產生一個字節(jié)的校驗字符（校驗和）附加到數(shù)據塊末尾。接產生一個字節(jié)的校驗字符（校驗和）附加到數(shù)據塊末尾。接收方接收數(shù)據同時對數(shù)據塊（除校驗字節(jié)外）求和（或各字收方接收數(shù)據同時對數(shù)據塊（除校驗字節(jié)外）求和（或各字節(jié)異或），將所得結果與發(fā)送方的節(jié)異或），將所得結果與發(fā)送方的“校驗和校驗和”進行比較，相進行比較，相符則無差錯，否則即認為傳送過程中出現(xiàn)了差錯。符則無差錯，否則即認為傳送過程中出現(xiàn)了差錯。3、循環(huán)冗余校驗、循環(huán)冗余校驗這種校驗是通過某種數(shù)學運算實現(xiàn)有效信息與校驗位之間的這種校驗是通過某種數(shù)學運算實現(xiàn)有效信息與校驗位之間的循環(huán)校驗，常用于對磁

11、盤信息的傳輸、存儲區(qū)完整性校驗等循環(huán)校驗，常用于對磁盤信息的傳輸、存儲區(qū)完整性校驗等。這種校驗方法糾錯能力強，廣泛應用于同步通信中。這種校驗方法糾錯能力強，廣泛應用于同步通信中。1.6 傳輸速率與傳輸距離傳輸速率與傳輸距離 碼元傳輸速率碼元傳輸速率RB簡稱傳碼率，又稱符號速率等簡稱傳碼率，又稱符號速率等。它表示單位時間內傳輸碼元的數(shù)目，單位是。它表示單位時間內傳輸碼元的數(shù)目，單位是波特（波特（Baud），記為），記為B。 例如，若例如，若1秒內傳秒內傳2400個碼元，則傳碼率為個碼元，則傳碼率為2400B。 數(shù)字信號有多進制和二進制之分，但碼元速率數(shù)字信號有多進制和二進制之分，但碼元速率與進制

12、數(shù)無關，只與傳輸?shù)拇a元長度與進制數(shù)無關，只與傳輸?shù)拇a元長度T有關有關:1()BRBT=由于由于M進制的一個碼元可以用進制的一個碼元可以用 log2 M個二進制碼個二進制碼元去表示，因而在保證信息速率不變的情況下，元去表示，因而在保證信息速率不變的情況下，M進制的碼元速率進制的碼元速率RBM與二進制的碼元速率與二進制的碼元速率RB2之之間有以下轉換關系：間有以下轉換關系： 信息傳輸速率信息傳輸速率Rb簡稱傳信率，又稱比特率等。它簡稱傳信率，又稱比特率等。它表示單位時間內傳遞的平均信息量或比特數(shù)，表示單位時間內傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位是比特單位是比特/秒，可記為秒，可記為bit/s ，或，或

13、 b/s ，或，或bps。 C51串口通信時一個比特是一個碼元，所以波特率串口通信時一個比特是一個碼元，所以波特率等同于比特率，即每秒鐘傳輸二進制代碼的位數(shù)等同于比特率，即每秒鐘傳輸二進制代碼的位數(shù)，單位是：位秒（，單位是：位秒（bps）。）。如每秒鐘傳送如每秒鐘傳送240個字符，而每個字符格式包含個字符，而每個字符格式包含10位位(1個起始位、個起始位、1個停止位、個停止位、8個數(shù)據位個數(shù)據位)，這時的比特率為：這時的比特率為： 10位位240個個/秒秒 = 2400 bps傳輸距離與傳輸速率的關系傳輸距離與傳輸速率的關系v 串行接口或終端直接傳送串行信息位流的最大距串行接口或終端直接傳送串

14、行信息位流的最大距離與傳輸速率及傳輸線的電氣特性有關。當傳輸離與傳輸速率及傳輸線的電氣特性有關。當傳輸線使用每線使用每0.3m（約（約1英尺）有英尺）有50PF電容的非平電容的非平衡屏蔽雙絞線時，傳輸距離隨傳輸速率的增加而衡屏蔽雙絞線時，傳輸距離隨傳輸速率的增加而減小。當比特率超過減小。當比特率超過1000 bps 時，最大傳輸距時，最大傳輸距離迅速下降，如離迅速下降，如9600 bps 時最大距離下降到只時最大距離下降到只有有76m（約（約250英尺）。英尺）。2 串行通信總線標準及其接口串行通信總線標準及其接口2.1 RS-232C接口接口用于串行通訊的標準。用于串行通訊的標準。規(guī)定采用一

15、個規(guī)定采用一個25 個腳的個腳的DB-25 連接器連接器對連接器的每個引腳的信號加以規(guī)定對連接器的每個引腳的信號加以規(guī)定對各種信號的電平加以規(guī)定。對各種信號的電平加以規(guī)定。IBM 將將RS232 簡化成了簡化成了DB-9 連接器連接器工業(yè)控制的工業(yè)控制的RS-232 一般只使用一般只使用 RXD、TXD、GND 三條線。三條線。筆記本通過本設備筆記本通過本設備可連接到串口鼠標、各種串口設備，可連接到串口鼠標、各種串口設備，PLC、POS、門禁、檢測、門禁、檢測、通訊用儀器儀表等通訊用儀器儀表等串口串口232接口的外設。接口的外設。電氣特性、邏輯電平電氣特性、邏輯電平EIA-RS-232C對電氣

16、特性、邏輯電平和各種信號線功能都對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。作了規(guī)定。在在TxD和和RxD上：邏輯上：邏輯1=-3V-15V 邏輯邏輯0=+315V在在RTS、CTS、DSR、DTR和和DCD等控制線上：等控制線上： 信號有效（接通，信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）狀態(tài)，正電壓）+3V+15V 信號無效（斷開，信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓狀態(tài)，負電壓)=-3V-15VRS-232 信號傳輸UART并行并行TTL收發(fā)器收發(fā)器D0D7DataStopParityStartDataStartParity Stop0V5VRS-232DataStopParityStartD

17、ataStartParity Stop-12V+12V+12或者或者-12V?RS-232信號傳輸及信號波形信號傳輸及信號波形RS-232信號傳輸及信號波形信號傳輸及信號波形功能特性13X=2 -N16X=2 -N13X=2 -N13X=2 -N16X=2 -N過程特性過程特性 過程特性規(guī)定了信號之間的時序關系，以便正過程特性規(guī)定了信號之間的時序關系，以便正確地接收和發(fā)送數(shù)據確地接收和發(fā)送數(shù)據 。遠程通信連接遠程通信連接 RS-232 RS-232 連接類型連接類型 I ITxDRxDRTSCTSDTRDSRDCDGNDTxDRxDRTSCTSDTRDSRDCDGNDDTE 信號信號DTE信號

18、信號典型應用典型應用: PC + 交叉電纜交叉電纜 + PC接線接線vRS-232 RS-232 連接類型連接類型 IIIITxDRxDRTSCTSDTRDSRDCDGNDRxDTxDCTSRTSDSRDTRDCDGND接線接線DTE 信號信號DCE 信號信號典型應用典型應用: PC + 直連電纜直連電纜 + Modem近程通信連接近程通信連接 RS-232C接口存在的問題接口存在的問題有電平偏移有電平偏移傳輸距離短傳輸距離短，傳輸速率，傳輸速率低低抗干擾能力抗干擾能力差差123RS-422A接口接口v RS-422A輸出驅動器為雙端平衡驅動器。如果其中一條線為邏輯輸出驅動器為雙端平衡驅動器。

19、如果其中一條線為邏輯“1”狀態(tài)，另一條線就為邏輯狀態(tài)，另一條線就為邏輯“0”，比采用單端不平衡驅動對電壓，比采用單端不平衡驅動對電壓的放大倍數(shù)大一倍。的放大倍數(shù)大一倍。v 差分電路能從地線干擾中拾取有效信號，差分接收器可以分辨差分電路能從地線干擾中拾取有效信號，差分接收器可以分辨200mV以上電位差。若傳輸過程中混入了干擾和噪聲，由于差分放以上電位差。若傳輸過程中混入了干擾和噪聲，由于差分放大器的作用，可使干擾和噪聲相互抵消。因此可以避免或大大減弱地大器的作用，可使干擾和噪聲相互抵消。因此可以避免或大大減弱地線干擾和電磁干擾的影響。線干擾和電磁干擾的影響。v RS-422A傳輸速率（傳輸速率（

20、90Kbps）時，傳輸距離可達）時，傳輸距離可達1200米。米。 2.3 RS-485接口接口v RS-485是是RS-422A的變型的變型：RS-422A用于全雙工，而用于全雙工，而RS-485則還可用于半雙工。則還可用于半雙工。RS-485是一種是一種多發(fā)送器多發(fā)送器標準標準，在通信線路上最多可以使用，在通信線路上最多可以使用32 對差分驅動器對差分驅動器/接收器。接收器。v RS-485的信號傳輸采用的信號傳輸采用兩線間的電壓來表示邏輯兩線間的電壓來表示邏輯1和邏和邏輯輯0。由于發(fā)送方需要。由于發(fā)送方需要兩根傳輸兩根傳輸線線，接收方也需要兩根傳輸線，接收方也需要兩根傳輸線。傳輸線采用差動

21、信道，所以。傳輸線采用差動信道，所以它的干擾抑制性極好，又因為它的干擾抑制性極好，又因為它的阻抗低，無接地問題，所它的阻抗低，無接地問題，所以以傳輸距離可達傳輸距離可達1200米米，傳，傳輸速率可達輸速率可達1Mbps。RS-485是一點對多點的通信接口，一般采用雙絞是一點對多點的通信接口，一般采用雙絞線的結構。線的結構。 普通的普通的PC機一般不帶機一般不帶RS485接口，因此要使用接口，因此要使用RS-232C/RS-485轉換器。對于單片機可以轉換器。對于單片機可以通過芯片通過芯片MAX485來完成來完成TTL/RS-485的電平的電平轉換。轉換。 在計算機和單片機組成的在計算機和單片機

22、組成的RS-485通信系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)中，下位機由單片機系統(tǒng)組成，上位機為普通的下位機由單片機系統(tǒng)組成，上位機為普通的PC機，機，負責監(jiān)視下位機的運行狀態(tài)，并對其狀態(tài)信息進負責監(jiān)視下位機的運行狀態(tài)，并對其狀態(tài)信息進行集中處理，以圖文方式顯示下位機的工作狀態(tài)行集中處理，以圖文方式顯示下位機的工作狀態(tài)以及工業(yè)現(xiàn)場被控設備的工作狀況。系統(tǒng)中各節(jié)以及工業(yè)現(xiàn)場被控設備的工作狀況。系統(tǒng)中各節(jié)點（包括上位機）的識別是通過設置不同的站地點（包括上位機）的識別是通過設置不同的站地址來實現(xiàn)的。址來實現(xiàn)的。RS-232 & RS-422 & RS-485 比較比較類型類型RS-232RS-422RS

23、-485 4線線RS-485 2線線信號類型信號類型單端單端差分差分差分差分差分差分通訊方式通訊方式全雙工全雙工全雙工全雙工全雙工全雙工半雙工半雙工距離距離15M9600bps1.2KM9600bps1.2KM9600bps1.2KM9600bps信號定義信號定義TxD, RxD, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD, GNDTxA, TxB, RxA, RxB, GNDTxA, TxB, RxA, RxB, GNDDataA, DataB, GND接線成本接線成本高高 (8 線線)中等中等 (5 線線)中等中等 (5 線線)低低 (3 線線)連接設備數(shù)連接設備數(shù)兩臺兩臺兩臺兩臺

24、或或 十臺十臺32臺臺32臺臺抗干擾能力抗干擾能力弱弱強強強強強強故障診斷故障診斷容易容易難難難難難難80C51串行口的結構串行口的結構 物理上有獨立的接收、發(fā)送緩沖器物理上有獨立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF，它，它們占用同一地址們占用同一地址99H ；接收器是雙緩沖結構；接收器是雙緩沖結構 ；發(fā)；發(fā)送緩沖器，因為發(fā)送時送緩沖器，因為發(fā)送時CPU是主動的，不會產生是主動的，不會產生重疊錯誤。重疊錯誤。 UART應考慮的因素應考慮的因素1 是作擴展是作擴展IO口用還是通信用？通信的話是雙機口用還是通信用？通信的話是雙機通信還是多機通信？通信還是多機通信？2 UART與與MCU聯(lián)系，接收和發(fā)送兩方面

25、聯(lián)系，接收和發(fā)送兩方面3 通信速率通信速率4 一幀數(shù)據的長度一幀數(shù)據的長度5 數(shù)據校驗，發(fā)送和接收兩方面數(shù)據校驗，發(fā)送和接收兩方面6 UART作為一被控模塊，能否被控？作為一被控模塊，能否被控？3.2 80C51串行口的控制寄存器串行口的控制寄存器 SCON 是一個特殊功能寄存器，用以設定串行口的工是一個特殊功能寄存器，用以設定串行口的工作方式、接收作方式、接收/發(fā)送控制以及設置狀態(tài)標志：發(fā)送控制以及設置狀態(tài)標志： SM0和和SM1為工作方式選擇位，可選擇四種工作方式：為工作方式選擇位，可選擇四種工作方式： SM2SM2，多機通信控制位，主要用于方式，多機通信控制位，主要用于方式2 2和方式和

26、方式3 3。當接收機的當接收機的SM2=1SM2=1時可以利用收到的時可以利用收到的RB8RB8來控制是否來控制是否激活激活RIRI（RB8RB80 0時不激活時不激活RIRI，收到的信息丟棄；，收到的信息丟棄；RB8RB81 1時收到的數(shù)據進入時收到的數(shù)據進入SBUFSBUF，并激活，并激活RIRI，進而在，進而在中斷服務中將數(shù)據從中斷服務中將數(shù)據從SBUFSBUF讀走）。當讀走）。當SM2=0SM2=0時，不時，不論收到的論收到的RB8RB8為為0 0和和1 1，均可以使收到的數(shù)據進入，均可以使收到的數(shù)據進入SBUFSBUF，并激活，并激活RIRI（即此時（即此時RB8RB8不具有控制不具

27、有控制RIRI激活的激活的功能）。通過控制功能）。通過控制SM2SM2，可以實現(xiàn)多機通信。，可以實現(xiàn)多機通信。 在方式在方式0 0時，時，SM2SM2必須是必須是0 0。在方式。在方式1 1時，若時，若SM2=1SM2=1，則只有接收到有效停止位時，則只有接收到有效停止位時，RIRI才置才置1 1。RENREN，允許，允許串行接收位。由軟件置串行接收位。由軟件置REN=1REN=1，則啟動串行口接收，則啟動串行口接收數(shù)據；若軟件置數(shù)據；若軟件置REN=0REN=0，則禁止接收。，則禁止接收。TB8，在方式，在方式2或方式或方式3中，是發(fā)送數(shù)據的第九位，中，是發(fā)送數(shù)據的第九位，可以用軟件規(guī)定其作

28、用。可以用作數(shù)據的奇偶校驗可以用軟件規(guī)定其作用?？梢杂米鲾?shù)據的奇偶校驗位，或在多機通信中，作為地址幀位，或在多機通信中，作為地址幀/數(shù)據幀的標志數(shù)據幀的標志位。位。在方式在方式0和方式和方式1中，該位未用。中，該位未用。RB8，在方式，在方式2或方式或方式3中，是接收到數(shù)據的第九中，是接收到數(shù)據的第九位，作為奇偶校驗位或地址幀位，作為奇偶校驗位或地址幀/數(shù)據幀的標志位。數(shù)據幀的標志位。在方式在方式1時，若時，若SM2=0，則，則RB8是接收到的停止是接收到的停止位。位。TI，發(fā)送中斷標志位。在方式，發(fā)送中斷標志位。在方式0時，當串行發(fā)送時，當串行發(fā)送第第8位數(shù)據結束時，或在其它方式，串行發(fā)送停

29、位數(shù)據結束時，或在其它方式，串行發(fā)送停止位的開始時，由內部硬件使止位的開始時，由內部硬件使TI置置1，向，向CPU發(fā)發(fā)中斷申請。在中斷服務程序中，必須用軟件將其中斷申請。在中斷服務程序中，必須用軟件將其清清0，取消此中斷申請。，取消此中斷申請。RI，接收中斷標志位。在方式，接收中斷標志位。在方式0時，當串行接收時，當串行接收第第8位數(shù)據結束時，或在其它方式，串行接收停位數(shù)據結束時，或在其它方式，串行接收停止位的中間時，由內部硬件使止位的中間時，由內部硬件使RI置置1，向，向CPU發(fā)發(fā)中斷申請。也必須在中斷服務程序中，用軟件將中斷申請。也必須在中斷服務程序中，用軟件將其清其清0，取消此中斷申請。

30、，取消此中斷申請。PCON中只有一位中只有一位SMOD與串行口工作有關與串行口工作有關 ： SMOD（PCON.7） 波特率倍增位。在串波特率倍增位。在串行口方式行口方式1、方式、方式2、方式、方式3時，波特率與時，波特率與SMOD有關，當有關，當SMOD=1時，波特率提高一倍。復位時，波特率提高一倍。復位時，時，SMOD=0。v 波特率的計算波特率的計算v 在串行通信中，收發(fā)雙方對發(fā)送或接收數(shù)據的速率在串行通信中，收發(fā)雙方對發(fā)送或接收數(shù)據的速率要有約定。通過軟件可對單片機串行口編程為四種工作方要有約定。通過軟件可對單片機串行口編程為四種工作方式，其中方式式，其中方式0和方式和方式2的波特率是

31、固定的，而方式的波特率是固定的，而方式1和方和方式式3的波特率是可變的，由定時器的波特率是可變的，由定時器T1的溢出率來決定。的溢出率來決定。v 串行口的四種工作方式對應三種波特率。由于輸入的串行口的四種工作方式對應三種波特率。由于輸入的移位時鐘的來源不同，所以，各種方式的波特率計算公式移位時鐘的來源不同，所以，各種方式的波特率計算公式也不相同。也不相同。v 方式方式0的波特率的波特率 = fosc/12v 方式方式2的波特率的波特率 =（2SMOD/64） fosc v 方式方式1的波特率的波特率 =（2SMOD/32）（T1溢出率）溢出率）v 方式方式3的波特率的波特率 =（2SMOD/3

32、2）（T1溢出率）溢出率）v 當當T1作為波特率發(fā)生器時，最典型的用法是使作為波特率發(fā)生器時，最典型的用法是使T1工作在自動再裝入的工作在自動再裝入的8位定位定時器方式（即方式時器方式（即方式2，且，且TCON的的TR1=1，以啟動定時器）。這時溢出率，以啟動定時器）。這時溢出率取決于取決于TH1中的計數(shù)值。中的計數(shù)值。v T1 溢出率溢出率 = fosc /12256 （TH1）v 在單片機的應用中，常用的晶振頻率為：在單片機的應用中，常用的晶振頻率為：12MHz和和11.0592MHz。所。所以，選用的波特率也相對固定。常用的串行口波特率以及各參數(shù)的關系如表以，選用的波特率也相對固定。常用

33、的串行口波特率以及各參數(shù)的關系如表所示。所示。3.3 80C51串行口的工作方式串行口的工作方式一、方式一、方式0 串行口為同步移位寄存器的輸入輸出方式。主要用串行口為同步移位寄存器的輸入輸出方式。主要用于擴展并行輸入或輸出口。數(shù)據由于擴展并行輸入或輸出口。數(shù)據由RXD（P3.0）引腳）引腳輸入或輸出，同步移位脈沖由輸入或輸出，同步移位脈沖由TXD（P3.1）引腳輸出）引腳輸出。發(fā)送和接收均為。發(fā)送和接收均為8位數(shù)據，低位在先，高位在后。波位數(shù)據，低位在先，高位在后。波特率固定為特率固定為fosc/12。 1、方式、方式0輸出輸出2、方式、方式1輸入輸入 用軟件置用軟件置REN為為1時，接收器

34、以所選擇波特率的時，接收器以所選擇波特率的16倍速率采樣倍速率采樣RXD引引腳電平，檢測到腳電平，檢測到RXD引腳輸入電平發(fā)生負跳變時，則說明起始位有效，將引腳輸入電平發(fā)生負跳變時，則說明起始位有效，將其移入輸入移位寄存器，并開始接收這一幀信息的其余位。接收過程中，其移入輸入移位寄存器，并開始接收這一幀信息的其余位。接收過程中，數(shù)據從輸入移位寄存器右邊移入，起始位移至輸入移位寄存器最左邊時，數(shù)據從輸入移位寄存器右邊移入，起始位移至輸入移位寄存器最左邊時，控制電路進行最后一次移位。當控制電路進行最后一次移位。當RI=0，且，且SM2=0（或接收到的停止位為（或接收到的停止位為1）時，將接收到的）

35、時，將接收到的9位數(shù)據的前位數(shù)據的前8位數(shù)據裝入接收位數(shù)據裝入接收SBUF，第，第9位（停止位）位（停止位）進入進入RB8，并置，并置RI=1，向，向CPU請求中斷。請求中斷。 三、方式三、方式2和方式和方式3 方式方式2或方式或方式3時為時為11位數(shù)據的異步通信口。位數(shù)據的異步通信口。TXD為數(shù)據為數(shù)據發(fā)送引腳，發(fā)送引腳，RXD為數(shù)據接收引腳為數(shù)據接收引腳 。 方式方式2和方式和方式3時起始位時起始位1位，數(shù)據位，數(shù)據9位（含位（含1位附加的第位附加的第9位，發(fā)送時為位，發(fā)送時為SCON中的中的TB8，接收時為，接收時為RB8），停止位），停止位1位，一幀數(shù)據為位，一幀數(shù)據為11位。方式位。

36、方式2的波特率固定為晶振頻率的的波特率固定為晶振頻率的1/64或或1/32，方式，方式3的波特率由定時器的波特率由定時器T1的溢出率決定。的溢出率決定。 1、方式、方式2和方式和方式3輸出輸出 發(fā)送開始時，先把起始位發(fā)送開始時，先把起始位0輸出到輸出到TXD引腳，然后發(fā)送引腳，然后發(fā)送移位寄存器的輸出位（移位寄存器的輸出位（D0）到）到TXD引腳。每一個移位脈沖引腳。每一個移位脈沖都使輸出移位寄存器的各位右移一位，并由都使輸出移位寄存器的各位右移一位，并由TXD引腳輸出。引腳輸出。 第一次移位時，停止位第一次移位時，停止位“1”移入輸出移位寄存器的第移入輸出移位寄存器的第9位上位上 ，以后每次

37、移位，左邊都移入，以后每次移位，左邊都移入0。當停止位移至輸出位。當停止位移至輸出位時，左邊其余位全為時，左邊其余位全為0，檢測電路檢測到這一條件時，使控，檢測電路檢測到這一條件時，使控制電路進行最后一次移位，并置制電路進行最后一次移位，并置TI=1，向，向CPU請求中斷。請求中斷。 2、方式、方式2和方式和方式3輸入輸入 接收時，數(shù)據從右邊移入輸入移位寄存器，在起始位接收時，數(shù)據從右邊移入輸入移位寄存器，在起始位0移移到最左邊時，控制電路進行最后一次移位。當?shù)阶钭筮厱r，控制電路進行最后一次移位。當RI=0，且，且SM2=0（或接收到的第（或接收到的第9位數(shù)據為位數(shù)據為1）時，接收到的數(shù)據裝）

38、時，接收到的數(shù)據裝入接收緩沖器入接收緩沖器SBUF和和RB8（接收數(shù)據的第（接收數(shù)據的第9位），置位），置RI=1，向向CPU請求中斷。如果條件不滿足，則數(shù)據丟失，且不置位請求中斷。如果條件不滿足，則數(shù)據丟失，且不置位RI，繼續(xù)搜索，繼續(xù)搜索RXD引腳的負跳變。引腳的負跳變。 串行口工作之前，應對其進行初始化，主要是串行口工作之前，應對其進行初始化，主要是設置產生波特率的定時器設置產生波特率的定時器1、串行口控制和中斷控、串行口控制和中斷控制。具體步驟如下：制。具體步驟如下：v確定確定T1的工作方式（編程的工作方式（編程TMOD寄存器）；寄存器）；v計算計算T1的初值，裝載的初值，裝載TH1、

39、TL1；v啟動啟動T1（編程（編程TCON中的中的TR1位）；位）；v確定串行口控制（編程確定串行口控制（編程SCON寄存器）；寄存器）；串行口在中斷方式工作時，要進行中斷設置（編程串行口在中斷方式工作時，要進行中斷設置（編程IE、IP寄存器）。寄存器）。 在計算機組成的測控系統(tǒng)中，經常要利用串行在計算機組成的測控系統(tǒng)中，經常要利用串行通信方式進行數(shù)據傳輸。通信方式進行數(shù)據傳輸。80C51單片機的串行口為單片機的串行口為計算機間的通信提供了極為便利的條件。利用單片機計算機間的通信提供了極為便利的條件。利用單片機的串行口還可以方便地擴展鍵盤和顯示器，對于簡單的串行口還可以方便地擴展鍵盤和顯示器，對于簡單的應用非常便利。這里僅介紹單片機串行口在通信方的應用非常便利。這里僅介紹單片機串行口在通信方面的應用。面的應用。4 單片機串行口應用舉例單片機串行口應用舉例4.1 4.1 單片機與單片機的通信單片機與單片機的通信 一、點對點的通信一、點對點的通信 1、硬件連接、硬件連接 例題例題v在上位機上用串口調試助手發(fā)送一個字符在上位機上用串口調試助手發(fā)送一個字符X，單片，單片機收到字符后返回給上位機機收到字符后返回給上位機“I get X”，串口波，串口波特率設為特率設為9600.4.2、多機