單片機應用技術(shù)項目式教程課件：串行口技術(shù)

單片機應用技術(shù)項目式教程—基于Proteus和KeilCSINGLE-CHIP

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串行通信技術(shù)串行通信基礎知識01STC15W4K32S4單片機串行口控制寄存器02STC15W4K32S4單片機串行口的工作方式03STC15W4K32S4單片機串行口通信技術(shù)應用04知識要點

串行通信技術(shù)STC15W4K32S4單片機串行口控制寄存器的設置01串口通信波特率的選擇與設計02掌握簡單流水燈的設計和編程03掌握開關(guān)量指示電路的設計04學習要求掌握主從多級通信系統(tǒng)的設計05教學內(nèi)容走近科學北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并且具備短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，定位精度為分米、厘米級別，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。2020年7月31日上午，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通。中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，也是繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會已認定的供應商。北斗衛(wèi)星走近科學

第一步，建設北斗一號系統(tǒng)。1994年，啟動北斗一號系統(tǒng)工程建設；2000年，發(fā)射2顆地球靜止軌道衛(wèi)星，建成系統(tǒng)并投入使用，采用有源定位體制，為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務；2003年發(fā)射第3顆地球靜止軌道衛(wèi)星，進一步增強系統(tǒng)性能。

第二步，建設北斗二號系統(tǒng)。2004年，啟動北斗二號系統(tǒng)工程建設；2012年年底，完成14顆衛(wèi)星（5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中圓地球軌道衛(wèi)星）發(fā)射組網(wǎng)。北斗二號系統(tǒng)在兼容北斗一號系統(tǒng)技術(shù)體制基礎上，增加無源定位體制，為亞太地區(qū)用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。

第三步，建設北斗三號系統(tǒng)。2009年，啟動北斗三號系統(tǒng)建設；2018年年底，完成19顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，完成基本系統(tǒng)建設，向全球提供服務；計劃2020年年底前，完成30顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，全面建成北斗三號系統(tǒng)。北斗三號系統(tǒng)繼承北斗有源服務和無源服務兩種技術(shù)體制，能夠為全球用戶提供基本導航（定位、測速、授時）、全球短報文通信、國際搜救服務，中國及周邊地區(qū)用戶還可享有區(qū)域短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務。發(fā)展歷程走近科學

2012-2021年，我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值從810億元上升至4690億元，年均復合增長率達到了21.55%。北斗系統(tǒng)廣泛應用于重點運輸過程監(jiān)控、公路基礎設施安全監(jiān)控、港口高精度實時定位調(diào)度監(jiān)控等領(lǐng)域。

2021年國內(nèi)衛(wèi)星導航定位終端產(chǎn)品總銷量超5.1億臺，其中具有衛(wèi)星導航定位功能的智能手機出貨量達到3.43億臺，汽車導航后裝市場終端銷量達到477萬臺，汽車導航前裝市場終端銷量達到681萬臺，各類監(jiān)控終端銷量達到317萬臺。在交通領(lǐng)域，目前全國超過780萬道路營運車輛、4萬多輛郵政快遞干線車輛、47000多艘船舶應用北斗系統(tǒng)；長江干線北斗增強系統(tǒng)基準站和水上助導航設施數(shù)量超過13106座；近500架通用航空器應用北斗系統(tǒng)，建成全球最大的營運車輛動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，有效提升了監(jiān)控管理效率和道路運輸安全水平。行業(yè)及區(qū)域應用5.1串行口的結(jié)構(gòu)并行通信通常是將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線同時進行傳送。并行通信的特點：控制簡單、傳輸速度快；由于傳輸線較多，長距離傳送時成本高且接收方的各位同時接收存在困難。1.并行通信圖1并行通信方式5.1串行口的結(jié)構(gòu)串行通信是將數(shù)據(jù)字節(jié)分成一位一位的形式在一條傳輸線上逐個地傳送。串行通信的特點：傳輸線少，長距離傳送時成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復雜。2.串行通信圖2

串行通信方式5.1串行口的結(jié)構(gòu)1）串行通信的分類5.1串行口的結(jié)構(gòu)同步通信是要建立發(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。①同步時鐘②同步字符SYN（1）同步通信圖3同步通信方式5.1串行口的結(jié)構(gòu)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(jù)的發(fā)送和接收過程。為使雙方的收發(fā)協(xié)調(diào)，要求發(fā)送和接收設備的時鐘盡可能一致。異步通信方式的一幀信息由四部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位和停止位。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2～3位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。（2）異步通信圖4

異步通信方式圖5異步通信數(shù)據(jù)幀格式5.1串行口的結(jié)構(gòu)波特率，即數(shù)據(jù)傳送率，表示每秒傳送二進制數(shù)碼的位數(shù)，它的單位是波特（位/秒）。在串行通信中，波特率是一個很重要的指標，它反映了串行通信的速率，波特率越高，數(shù)據(jù)傳輸速率越快，假如在異步傳送方式中，數(shù)據(jù)的傳送率是240字符/秒，每個字符由一個起始位、八個數(shù)據(jù)位和一個停止位組成，則傳送波特率為：10×240=2400位/秒=2400波特一般異步通信的波特率在50~9600波特之間；一般同步通信可達56K波特或更高。（3）波特率5.1串行口的結(jié)構(gòu)2）串行通信的制式在單工制式下，通信線的一端接發(fā)送器，一端接接收器，只允許一個方向傳輸數(shù)據(jù)，不能實現(xiàn)反向傳輸。單工（simpleduplex）在半雙工制式下，系統(tǒng)的每個通信設備都由一個發(fā)送器和一個接收器組成，使用一條（或一對）傳輸線。半雙工（halfduplex）全雙工制式通信系統(tǒng)的每端都有發(fā)送器和接收器，使用兩條（或兩對）傳輸線，允許兩個方向同時進行數(shù)據(jù)傳輸。全雙工（fullduplex）5.1串行口的結(jié)構(gòu)3）串行口的結(jié)構(gòu)圖6UART串行口的結(jié)構(gòu)5.1.1串行口控制寄存器1.串行口1表1

串行口1相關(guān)的特殊功能寄存器地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值

98HSM0/FESM1SM2RENTB8RB8TIRI00000000SCON99H串行口1數(shù)據(jù)緩沖器xxxxxxxxSBUF87HSMODSMOD0LVDFPOFGF1GF0PDIDL00110000PCON8EHT0x12T1x12UART_M0x6T2RT2_C/T2x12EXTRAMS1ST200000000AUXR8AHT1的低8位00000000TL18BHT1的高8位00000000TH1D7HT2的低8位00000000T2LD6T2的高8位00000000T2H89HGATEC/MlM0GATEC/M1M000000000TMOD88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT000000000TCONA8HEAELVDEADCESET1EXIET0EX000000000IEB8HPPCAPLVDPADCPSPT1PX1PT0PX000000000IPA2HS1_S1S1_S0CCP_S1CCP_S0SPI_S1SPI_S00DPS00000000P_SW1(AUXR1)與串行口1有關(guān)的特殊功能寄存器包括：串行口1的控制寄存器、與波特率設置有關(guān)的定時器/計數(shù)器（T1/T2）相關(guān)寄存器以及與中斷控制相關(guān)的寄存器。5.1.1串行口控制寄存器1）串行口1控制寄存器SCON表1

串行口1相關(guān)的特殊功能寄存器串行口1控制寄存器SCON用于設定串行口1的工作方式、允許接收控制以及設置狀態(tài)標志。字節(jié)地址為98H，可進行位尋址。單片機復位時，所有位全為“0”。如表1。地址B7B6B5B4B3B2B1B0復位值SCON98HSM0/FESM1SM2RENTB8RB8TIRI000000005.1.1串行口控制寄存器1）串行口1控制寄存器SCONSM0SM1工作方式功 能波特率00方式08位同步移位寄存器fsys/12或fsys/201方式110位UART可變，取決于T1或T2的溢出率10方式211位UARTfsys/64或fsys/3211方式311位UART可變，取決于T1或T2的溢出率表2串行口1方式選擇位SM0/FE、SM1：PCON寄存器中的SMOD0位為“1”時，SM0/FE用于幀錯誤檢測。當檢測到一個無效停止位時，通過UART接收器設置該位，它由軟件清零。PCON寄存器中的SMOD0為“0”時，SM0/FE和SM1一起指定串行通信的工作方式。如表2。地址B7B6B5B4B3B2B1B0復位值SCON98HSM0/FESM1SM2RENTB8RB8TIRI000000005.1.1串行口控制寄存器1）串行口1控制寄存器SCONSM2：多機通信控制位，用于方式2和方式3。在方式2和方式3處于接收狀態(tài)時，若SM2=1，且接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8為“0”時，不激活RI；若SM2=1，且RB8=1，置位RI標志。在方式2、方式3處于接收狀態(tài)時，若SM2=0，不論接收到的第9位RB8為“0”還是為“1”，RI都以正常方式被激活。REN：允許串行接收控制位。由軟件置位或清零。REN=1時，啟動接收；REN=0時，禁止接收。TB8：在方式2和方式3中，串行發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位，由軟件置位或復位，可作為奇偶校驗位。在多機通信中，可作為區(qū)別地址幀或數(shù)據(jù)幀的標識位。一般約定，作為地址幀時，TB8為“1”；作為數(shù)據(jù)幀時，TB8為“0”。RB8：在方式2和方式3中，是串行接收到的第9位數(shù)據(jù)，作為奇偶校驗位或地址幀、數(shù)據(jù)幀的標識位。地址B7B6B5B4B3B2B1B0復位值SCON98HSM0/FESM1SM2RENTB8RB8TIRI000000005.1.1串行口控制寄存器1）串行口1控制寄存器SCONTI：發(fā)送中斷標志位。在方式0中，發(fā)送完8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位；在其他方式中，在發(fā)送停止位之初由硬件置位。TI是發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)的標志，既可以用查詢的方法，也可以用中斷的方法來響應該標志；然后，在相應的査詢服務程序或中斷服務程序中，由軟件清除。RI：接收中斷標志位。在方式0中，接收完8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位；在其他方式中，在接收停止位的中間由硬件置位。RI是接收完一幀數(shù)據(jù)的標志，同TI一樣，既可以用查詢的方法，也可以用中斷的方法來響應該標志；然后，在相應的查詢服務程序或中斷服務程序中，由軟件清除。地址B7B6B5B4B3B2B1B0復位值SCON98HSM0/FESM1SM2RENTB8RB8TIRI000000005.1.1串行口控制寄存器2）輔助寄存器AUXR表3輔助寄存器AUXR的格式UART_M0x6：串行口1方式0通信速率設置位。UART_M0x6=0，串行口方式0的通信速率與傳統(tǒng)8051單片機一致，波特率為系統(tǒng)時鐘頻率的12分頻，即fSYS/12；UART_M0x6=1，串行口1方式0的通信速率是傳統(tǒng)8051單片機通信速率的6倍，波特率為系統(tǒng)時鐘頻率的2分頻，即fSYS/2。S1ST2：當串行口1工作在方式1、方式3時，S1ST2為串行口1波特率發(fā)生器選擇控制位。S1ST2=0時，選擇定時器T1為波特率發(fā)生器；S1ST2=1，選擇定時器T2為波特率發(fā)生器。T1x12、T2R、T2_C/

、T2x12：與定時器T1、T2有關(guān)的控制位。地址B7B6B5B4B3B2BlBO復位值AUXR8EHT0xl2T1xl2UART_.M0x6T2RT2_C/T2xl2EXTRAMS1ST2000000005.1.1串行口控制寄存器2.串行口2表4串行口2相關(guān)的特殊功能寄存器串行口2默認對應的發(fā)送、接收引腳是TxD2/P1.1、RxD2/P1.0，通過P_SW2設置S2_S控制位，串行口2的TxD2、RxD2硬件引腳可切換為P4.7、P4.6。與單片機串行口2有關(guān)的特殊功能寄存器有：單片機串行口2控制寄存器、與波特率設置有關(guān)的定時器/計數(shù)器T2的相關(guān)寄存器、與中斷控制相關(guān)的寄存器。地址B7B6B5B4B3B2BlBO復位值

9AHS2SM0—S2SM2S2RENS2TB8S2RB8S2TIS2RI0x000000S2CON9BH串行口2數(shù)據(jù)緩沖器xxxxxxxxS2BUFD7HT2的低8位00000000T2LD6HT2的高8位00000000T2H8EHT0x12Tlx12UART_M0x6T2RT2_C/`TT2x12EXTRAMS1ST200000000AUXRAFH一ET4ET3ES4ES3ET2ESPIES2x0000000IE2B5H一一一一PPWMFDPPWMPSPIPS2xxxx0000IP2BAH一一———S4_SS3_SS2_Sxxxxx000P_SW25.1.1串行口控制寄存器1）串行口2控制寄存器S2CON串行控制寄存器S2CON用于設定串行口2的工作方式、串行接收控制以及設置狀態(tài)標志。字節(jié)地址為9AH，其格式為：S2SM0：用于指定串行口2的工作方式，如表5.4所示，串行口2的波特率為T2定時器溢出率的四分之一。S2SM0工作方式功能波特率0方式08位UARTT2溢出率/41方式19位UART表5S2SM0說明地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S2CON9AHS2SM0—S2SM2S2RENS2TB8S2RB8S2TTS2RI0x0000005.1.1串行口控制寄存器1）串行口2控制寄存器S2CONS2SM2：串行口2多機通信控制位，用于方式1。在方式1處于接收時，若S2SM2=1，且接收到的第9位數(shù)據(jù)S2RB8為“0”，不激活S2RI；若S2SM2=1，且S2RB8=1，置位S2RI標志。在方式1處于接收方式，若S2SM2=0，不論接收到的第9位S2RB8為“0”還是為“1”，S2RI都以正常方式被激活。S2REN：允許串行口2接收控制位。由軟件置位或清零。S2REN=1時，啟動接收；S2REN=0時，禁止接收。S2TB8：串行口2發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位。在方式1中，由軟件置位或復位，可做奇偶校驗位。在多機通信中，可作為區(qū)別地址幀或數(shù)據(jù)幀的標識位。一般約定，作為地址幀時，S2TB8為“1”；作為數(shù)據(jù)幀時，S2TB8為“0”。地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S2CON9AHS2SM0—S2SM2S2RENS2TB8S2RB8S2TTS2RI0x0000005.1.1串行口控制寄存器1）串行口2控制寄存器S2CONS2RB8：在方式1中，是串行口2接收到的第9位數(shù)據(jù)，作為奇偶校驗位或地址幀、數(shù)據(jù)幀的標識位。S2TI：串行口2發(fā)送中斷標志位。在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。S2TI是發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)的標志，既可以用查詢的方法，也可以用中斷的方法來響應該標志。然后，在相應的查詢服務程序或中斷服務程序中，由軟件清除。S2RI：串行口2接收中斷標志位。在接收停止位的中間，由硬件置位。S2RI是接收完一幀數(shù)據(jù)的標志，同S2TI一樣，既可以用查詢的方法，也可以用中斷的方法來響應該標志。然后，在相應的査詢服務程序或中斷服務程序中，由軟件清除。地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S2CON9AHS2SM0—S2SM2S2RENS2TB8S2RB8S2TTS2RI0x0000005.1.1串行口控制寄存器2）串行口2數(shù)據(jù)緩沖器S2BUFS2BUF是串行口2的數(shù)據(jù)緩沖器，同SBUF一樣，一個地址對應兩個物理上的緩沖器。當對S2BUF寫操作時，對應的是串行口2的發(fā)送緩沖器，同時寫緩沖器操作串行口2的啟動發(fā)送命令；當對S2BUF讀操作時，對應的是串行口2的接收緩沖器，用于讀取串行口2串行接收進來的數(shù)據(jù)。3）串行口2的中斷控制IE2、IP2IE2的ES2位是串行口2的中斷允許位，“1”表示允許，“0”表示禁止。IP2的PS2位是串行口2的中斷優(yōu)先級的設置位，“1”表示高級，“0”表示低級。串行口2的中斷向量地址是0043H，其中斷號是8。5.1.1串行口控制寄存器3.串行口3表6串行口3相關(guān)的特殊功能寄存器串行口3默認對應的發(fā)送、接收引腳是TxD3/P0.l、RxD3/P0.0，通過設置P_SW2的S3_S控制位，串行口3的TxD3、RxD3硬件引腳可切換為P5.1、P5.0。與單片機串行口3有關(guān)的特殊功能寄存器有：單片機串行口3控制寄存器，與波特率設置有關(guān)的定時器/計數(shù)器T2、T3的相關(guān)寄存器，與中斷控制相關(guān)的寄存器地址B7B6B5B4B3B2BlBO復位值

ACHS3SM0S3ST3S3SM2S3RENS3TB8S3RB8S3TIS3RI00000000S3CONADH串行口3數(shù)據(jù)緩沖器ADH串行口3數(shù)據(jù)緩沖器xxxxxxxxS3BUFD7HT2的低8位D7HT2的低8位00000000T2LD6HT2的高8位D6HT2的高8位00000000T2H8EHT0x12T1x12UARTM0x6T2RT2_C/`TT2x12EXTRAMS1ST200000000AUXRD4HT3的低8位00000000T3LD5HT3的高8位00000000T3HD1HT4RT4_C/`TT4xl2T4CLKOT3RT3_C/`TT3x12T3CLKO00000000T4T3MAFH一ET4ET3ES4ES3ET2ESPIES2x0000000IE2BAH一一一一一S4_SS3_SS2_Sxxxxx000P_SW25.1.1串行口控制寄存器1）串行口3控制寄存器S3CON串行口3控制寄存器S3CON用于設定串行口3的工作方式、串行接收控制以及設置狀態(tài)標志。字節(jié)地址為ACH，單片機復位時，所有位全為0，其格式為：地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S3CONACHS3SM0S3ST3S3SM2S3RENS3TB8S3RB8S3TIS3RI00000000S3SM0：用于指定串行口3的工作方式，如下表所示。S3SM0工作方式功能波特率0方式08位UARTT2溢出率/4，或T3溢出率/41方式19位UART表7S3SM0說明5.1.1串行口控制寄存器1）串行口3控制寄存器S3CON地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S3CONACHS3SM0S3ST3S3SM2S3RENS3TB8S3RB8S3TIS3RI00000000S3ST3：串行口3選擇波特率發(fā)生器控制位。0：選擇定時器T2為波特率發(fā)生器，其波特率為T2溢出率的1/4。1：選擇定時器T3為波特率發(fā)生器，其波特率為T3溢出率的1/4。S3SM2：串行口3多機通信控制位，用于方式l。在方式1處于接收狀態(tài)時，若S3SM2=1，且接收到的第9位數(shù)據(jù)S3RB8為“0”時,不激活S3RI；若S3SM2=1，且S3RB8=1，置位S3RI標志。在方式1處于接收方式時，若S3SM2=0，不論接收到第9位數(shù)據(jù)S3RB8為“0”還是為“1”，S3RI都以正常方式被激活。5.1.1串行口控制寄存器1）串行口3控制寄存器S3CON地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S3CONACHS3SM0S3ST3S3SM2S3RENS3TB8S3RB8S3TIS3RI00000000S3REN：允許串行口3串行接收控制位。由軟件置位或清零。S3REN=1時，啟動接收；S3REN=0時，禁止接收。S3TB8：串行口3發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位。在方式1中，由軟件置位或復位，可做奇偶校驗位；在多機通信中，可作為區(qū)別地址幀或數(shù)據(jù)幀的標識位，一般約定地址幀時S3TB8為1，數(shù)據(jù)幀時S3TB8為0。S3RB8：在方式1中，是串行口3接收到的第9位數(shù)據(jù)，作為奇偶校驗位或地址幀、數(shù)據(jù)幀的標識位。5.1.1串行口控制寄存器1）串行口3控制寄存器S3CON地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S3CONACHS3SM0S3ST3S3SM2S3RENS3TB8S3RB8S3TIS3RI00000000S3TI：串行口3發(fā)送中斷標志位。在發(fā)送停止位之初由硬件置位。S3TI是發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)的標志，既可以用査詢的方法，也可以用中斷的方法來響應該標志。然后，在相應的査詢服務程序或中斷服務程序中，由軟件清除。S3RI：串行口3接收中斷標志位。在接收停止位的中間由硬件置位。S3RI是接收完一幀數(shù)據(jù)的標志，同S3TI一樣，既可以用查詢的方法，也可以用中斷的方法來響應該標志，然后，在相應的查詢服務程序或中斷服務程序中，由軟件清除。5.1.1串行口控制寄存器2）串行口3數(shù)據(jù)緩沖器S3BUFS3BUF是串行口3的數(shù)據(jù)緩沖器，同SBUF一樣，一個地址對應兩個物理上的緩沖器。當對S3BUF寫操作時，對應的是串行口3的發(fā)送緩沖器，同時寫緩沖器操作是串行口3的啟動發(fā)送命令；當對S3BUF讀操作時，對應的是串行口3的接收緩沖器，用于讀取串行口3串行接收的數(shù)據(jù)。3）串行口3的中斷控制IE2IE2的ES3位是串行口3的中斷允許位，“1”表示允許，“0”表示禁止。串行口3的中斷向量地址是008BH，其中斷號是17；串行口3的中斷優(yōu)先級固定為低級。5.1.1串行口控制寄存器4.串行口4表8串行口4相關(guān)的特殊功能寄存器串行口4默認對應的發(fā)送、接收引腳是TxD4/P0.3、RxD4/P0.2,通過設置P_SW2的S4_S控制位，串行口4的TxD4、RxD4硬件引腳可切換為P5.3、P5.2。與單片機串行口4有關(guān)的特殊功能寄存器有：單片機串行口4控制寄存器，與波特率設置有關(guān)的定時器/計數(shù)器T2、T4的相關(guān)寄存器，以及與中斷控制相關(guān)的寄存器地址B7B6B5B4B3B2BlBO復位值

84HS4SM0S4ST4S4SM2S4RENS4TB8S4RB8S4TIS4RI00000000S4CON85H串行口3數(shù)據(jù)緩沖器ADH串行口3數(shù)據(jù)緩沖器xxxxxxxxS4BUFD7HT2的低8位D7HT2的低8位00000000T2LD6HT2的高8位D6HT2的高8位00000000T2H8EHT0x12T1x12UARTM0x6T2RT2_C/`TT2x12EXTRAMS1ST200000000AUXRD2HT4的低8位00000000T4LD3HT4的高8位00000000T4HD1HT4RT4_C/`TT4xl2T4CLKOT3RT3_C/`TT3x12T3CLKO00000000T4T3MAFH一ET4ET3ES4ES3ET2ESPIES2x0000000IE2BAH一一一一一S4_SS3_SS2_Sxxxxx000P_SW25.1.1串行口控制寄存器1）串行口4控制寄存器S4CON串行口4控制寄存器S4CON用于設定串行口4的工作方式、串行接收控制以及設置狀態(tài)標志。字節(jié)地址為84H。單片機復位時，所有位全為“0”，其格式如下所示。S4SM0：用于指定串行口4的工作方式，如下表所示。表9S4SM0說明地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S4CON84HS4SM0S4ST3S4SM2S4RENS4TB8S4RB8S4TIS4RI00000000S4SM0工作方式功能波特率0方式08位UARTT2溢出率/4,或T4溢出率/41方式19位UART5.1.1串行口控制寄存器1）串行口4控制寄存器S4CONS4ST3：串行口4選擇波特率發(fā)生器控制位。0：選擇定時器T2為波特率發(fā)生器，其波特率為T2溢出率的1/4。1：選擇定時器T4為波特率發(fā)生器，其波特率為T4溢出率的1/4。S4SM2：串行口4多機通信控制位，用于方式l。在方式1處于接收時，若S4SM2=1，且接收到的第9位數(shù)據(jù)S4RB8為“0”，不激活S4RI；若S4SM2=1，且S4RB8=1，置位S4RI標志。在方式1處于接收狀態(tài)下，若S4SM2=0，不論接收到第9位數(shù)據(jù)S4RB8為“0”還是為“1”，S4RI都以正常方式被激活。地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S4CON84HS4SM0S4ST3S4SM2S4RENS4TB8S4RB8S4TIS4RI000000005.1.1串行口控制寄存器1）串行口4控制寄存器S4CONS4REN：允許串行口4接收控制位。由軟件置位或清零。S4REN=1時，啟動接收；S4REN=0時，禁止接收。S4TB8：串行口4發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位。在方式1中，由軟件置位或復位，可做奇偶校驗位；在多機通信中，可作為區(qū)別地址幀或數(shù)據(jù)幀的標識位。一般約定，作為地址幀時，S4TB8為“1”；作為數(shù)據(jù)幀時，S4TB8為“0”。S4RB8：在方式1中，是串行口4接收到的第9位數(shù)據(jù)，作為奇偶校驗位或地址幀、數(shù)據(jù)幀的標識位。地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S4CON84HS4SM0S4ST3S4SM2S4RENS4TB8S4RB8S4TIS4RI000000005.1.1串行口控制寄存器1）串行口4控制寄存器S4CONS4TI：串行口4發(fā)送中斷標志位。在發(fā)送停止位之初由硬件置位。S4TI是發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)的標志，既可以用查詢的方法，也可以用中斷的方法來響應該標志。然后，在相應的查詢服務程序或中斷服務程序中，由軟件清除。S4RI：串行口4接收中斷標志位。在接收停止位的中間由硬件置位。S4RI是接收完一幀數(shù)據(jù)的標志，同S4TI一樣，既可以用查詢的方法，也可以用中斷的方法來響應該標志。然后，在相應的查詢服務程序或中斷服務程序中，由軟件清除。地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值S4CON84HS4SM0S4ST3S4SM2S4RENS4TB8S4RB8S4TIS4RI000000005.1.1串行口控制寄存器2）串行口4數(shù)據(jù)緩沖器S4BUFS4BUF是串行口4的數(shù)據(jù)緩沖器，同SBUF一樣，一個地址對應兩個物理上的緩沖器。當對S4BUF寫操作時，對應的是串行口4的發(fā)送緩沖器，同時寫緩沖器操作是串行口4的啟動發(fā)送命令；當對S4BUF讀操作時，對應的是串行口4的接收緩沖器，用于讀取串行口4串行接收的數(shù)據(jù)。3）串行口4的中斷控制IE2IE2的ES4位是串行口4的中斷允許位，“1”表示允許，“0”表示禁止。串行口4的中斷向量地址是0093H，其中斷號是18；串行口4的中斷優(yōu)先級固定為低級。5.1.2特殊功能寄存器PCONPCON主要是為單片機的電源控制而設置的專用寄存器，不可以位尋址，字節(jié)地址為87H，復位值為30H。其中，SMOD、SMOD0與串口控制有關(guān)，其格式與說明如下所示。SMOD：SMOD為波特率倍增系數(shù)選擇位。在方式1、方式2和方式3時，串行通信的波特率與SMOD有關(guān)。當SMOD=0時，通信速度為基本波特率；當SMOD=1時，通信速度為基本波特率的2倍。SMOD0：幀錯誤檢測有效控制位。SMOD0=1，SCON寄存器中的SM0/FE用于幀錯誤檢測；SMOD0=0，SCON寄存器中的SM0/FE用于SM0功能，與SM1一起指定串行口1的工作方式。地址B7B6B5B4B3B2BlB0復位值PCON87HSMODSMOD0LVDFPOFGF1GF0PDIDL001100005.2串行口工作方式1.串行口1的工作方式STC15W4K32S4單片機串行通信有4種工作方式。當SMOD0=0時，通過設置SCON中的SM0、SM1位來選擇。1）方式0在方式0下，串行口用作同步移位寄存器，其波特率為fSYS/12（UART_M0x6為“0”時）或fSYS/2（UART_M0x6為“1”時）。串行數(shù)據(jù)從RxD（P3.0）端輸入或輸出，同步移位脈沖由TxD（P3.1）送出。這種方式常用于擴展I/O口。5.2串行口工作方式1.串行口1的工作方式STC15W4K32S4單片機串行通信有4種工作方式。當SMOD0=0時，通過設置SCON中的SM0、SM1位來選擇。2）方式1串行口工作在方式1下時，串行口為波特率可調(diào)的10位通用異步UART，—幀信息包括1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位和1位停止位（1）。5.2串行口工作方式1.串行口1的工作方式STC15W4K32S4單片機串行通信有4種工作方式。當SMOD0=0時，通過設置SCON中的SM0、SM1位來選擇。3）方式2串行口工作在方式2，串行口為11位UART。一幀數(shù)據(jù)包括1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位、1位可編程位（TB8）和1位停止位（1）。5.2串行口工作方式1.串行口1的工作方式STC15W4K32S4單片機串行通信有4種工作方式。當SMOD0=0時，通過設置SCON中的SM0、SM1位來選擇。4）方式3串行口工作在方式3，串行口同方式2—樣為11位UART。方式2與方式3的區(qū)別在于波特率的設置方法不同，方式2的波特率為fSYS/64（SMOD為“0”）或fSYS/32（SMOD為“1”）；方式3數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈释绞?一樣，取決于定時器T1的溢出率或T2的溢出率。對于以方式3發(fā)送的過程與接收過程，除發(fā)送、接收速率不同以外，其他過程和方式2完全一致。因方式2和方式3在接收過程中，只有當SM2=0或SM2=1且接收到的RB8為“1”時，才會置位RI，向CPU申請中斷請求接收數(shù)據(jù)；否則，不會置位RI標志，接收數(shù)據(jù)丟失，因此，方式2和方式3常用于多機通信中。5.2串行口工作方式2.串行口的波特率

5.2串行口工作方式2.串行口的波特率

5.3串行口通信技術(shù)應用流水燈開關(guān)量指示主從多級通信系統(tǒng)5.3.1應用串行口控制流水燈例1：利用串行口工作在方式0，外擴74LS164點亮8位LED，完成流水燈功能。圖7流水燈電路連接圖5.3.1應用串行口控制流水燈例1：利用串行口工作在方式0，外擴74LS164點亮8位LED，完成流水燈功能。程序：#include<system.h>#include<intrins.h>sbitLED=P1^0;unsignedchari=0;voiddelay_ms(unsignedintz){unsignedintx,y,mid;

mid=(unsignedint)((float)fosc*z/Fre_Div);

for(x=mid;x>0;x--)

for(y=123;y>0;y--);}

main(){unsignedchari=0,j=0x7f;

CLK_DIV&=~0x07;

SCON=0x00;

P1M1=0x00;

P1M0=0x00;

while(1)

{SBUF=j;while(!TI);TI=0;LED=~LED;j=_cror_(j,1);delay_ms(500);}}5.3.1應用串行口控制流水燈例1：利用串行口工作在方式0，外擴74LS164點亮8位LED，完成流水燈功能。延時程序：#include"system.h"voiddelay_ms(unsignedintz){unsignedintx,y,mid;mid=(unsignedint)((float)fosc*z/Fre_Div);for(x=mid;x>0;x--) for(y=123;y>0;y--);} 5.3.2開關(guān)量指示電路的設計例2：有U1和U2兩個STC15W4K32S4單片機，U2單片機讀入其P1口的開關(guān)狀態(tài)后通過串行口發(fā)送到U1單片機，U1單片機將接收到的數(shù)據(jù)送其P1口，通過發(fā)光二極管顯示。圖8開關(guān)量指示電路連接圖5.3.2開關(guān)量指示電路的設計分析：1.方式1發(fā)送串行口以方式1發(fā)送時，數(shù)據(jù)由TXD引腳輸出。在發(fā)送中斷標志TI=0時，任何一次“寫入SBUF”的操作，都可啟動一次發(fā)送，串行口自動在數(shù)據(jù)前插入一個起始位（0）向TXD引腳輸出，然后在移位脈沖作用下，數(shù)據(jù)依次由TXD引腳發(fā)出，在數(shù)據(jù)全部發(fā)送完畢后，置TXD=1（作為停止位）、置TI=1（用以通知CPU數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢）。2.方式1接收串行口以方式1接收時，數(shù)據(jù)從RXD引腳輸入。在允許接收的條件下（REN=1），當檢測到RXD端出現(xiàn)由“1”到“0”的跳變時，即啟動一次接收。當8位數(shù)據(jù)接收完，并滿足下列條件：1）RI=02）SM2=0或接收到的停止位為1則將接收到的8位數(shù)據(jù)裝入SBUF、停止位裝入RB8，并置位RI。如果不滿足上述兩個條件，就會丟失已接收到的一幀信息。5.3.2開關(guān)量指示電路的設計分析：3.串行口中斷初始化設置在串行口工作在方式1時，需要進行一些設置，主要是設置產(chǎn)生波特率的定時器T1、串行口控制和中斷控制。具體操作的步驟如下：1）確定T1的工作方式（設置TMOD寄存器）；2）計算T1的初值，送入TH1、TL1；3）啟動T1計時（置TR1=1）；4）設置串行口為工作方式1（設置SCON寄存器）；5）串行口工作采用中斷方式時，要進行中斷設置（IE、IP寄存器）。5.3.2開關(guān)量指示電路的設計U1單片機通信接收程序：#include<system.h>#include<intrins.h>sbitLED=P1^0;unsignedchari=0;main(){unsignedchari=0;CLK_DIV&=~0x07;SCON=0x50; AUXR|=0x01; AUXR&=0xFB; T2L=0xE8; T2H=0xFF; AUXR|=0x10; ES=1;EA=1;while(1){}}voidser(void)interrupt4{if(RI){

RI=0; P1=SBUF;} if(TI) TI=0;} 5.3.2開關(guān)量指示電路的設計U2單片機通信發(fā)送程序：#include<system.h>#include<intrins.h>sbitLED=P1^0;unsignedchari=0;main(){unsignedchari=0; CLK_DIV&=~0x07; SCON=0x50; AUXR|=0x01; AUXR&=0xFB;

T2L=0xE8; T2H=0xFF; AUXR|=0x10; while(1) {SBUF=P1;

while(!TI);

TI=0;

delay_ms(50);

}}延時程序：#include"system.h"voiddelay_ms(unsignedintz){unsignedintx,y,mid;mid=(unsignedint)((float)fosc*z/Fre_Div);for(x=mid;x>0;x--) for(y=123;y>0;y--);} 5.3.3主從多級通信系統(tǒng)的構(gòu)建例3：主從式多機通信系統(tǒng)有一個主機和兩個從機，主機根據(jù)控制開關(guān)的狀態(tài)，向要訪問的從機發(fā)送地址，地址相符的從機和主機進行通信，然后主機根據(jù)開關(guān)狀態(tài)向從機發(fā)送數(shù)據(jù)，從機將接收到的數(shù)據(jù)通過點亮發(fā)光二極管的方式顯示。圖9主從式多機通信系統(tǒng)