第13章 MCS-51单片机并--串行接口

三中取二
启动检测 确认启动位 采样数据
抑制干扰； 提高信号的传输可靠性， 目的：① 抑制干扰；② 提高信号的传输可靠性，因为采样信号总是 在每个接收位的中间位置，不仅可以避开信号两端的边沿失真， 在每个接收位的中间位置，不仅可以避开信号两端的边沿失真，也 可防止接收时钟频率和发送时钟频率不完全同步引起的接收错误
输出：漏极开路，需加上拉电阻，以确保输出“ 输出：漏极开路，需加上拉电阻，以确保输出“1” 如：
MOV P0 , A ORL P0 , A MOV P0.3 , C
输入： 输入：
如：
MOV P0, #0FFH MOV A, P0
SETB 80H.0 MOV C, P0.0
（2） 地址和数据分时复用，双向口 ） 地址和数据分时复用，
内部并行I/O口 一. MCS-51内部并行 口 内部并行 二. 并行 端口的应用 并行I/O端口的应用 三. MCS-51 单片机串行通信接口 四. 串行通信接口的应用 五. 主从式多机通信
内部并行I/O口 §13.1 MCS-51内部并行 口 内部并行
出
特点：
4个准双向、并行、8位输入 出端口（P0~P3） 个准双向、并行、 位输入 出端口（ 位输入/出端口 个准双向 ） 每个I/O端口包含一个 位数据锁存器 每个 端口包含一个8位数据锁存器、2个8位数据 端口包含一个 位数据锁存器、 个 位数据 缓冲器（三态）、 ）、输出驱动器 缓冲器（三态）、输出驱动器 P0~P3 （8位锁存器）是SFR，各有自己的端口地址， 位锁存器） 位锁存器 ，各有自己的端口地址， 可直接用指令寻址， 可直接用指令寻址，用于存放需要输出的数据 数据输出： 数据输出：每个口都具有锁存功能 输出 数据输入 只有缓冲没有锁存， 输入： 数据输入：只有缓冲没有锁存，各引脚上输入的数 据必须一直保持到CPU把它读走为止 据必须一直保持到 把它读走为止
TB8 定时器T1 定时器T2 溢出 溢出 写SBUF
8051内部总线
1. 串行口的结构
“1” SMOD TCLK RCLK
÷2
Q
SBUF（发送）
T XD
零检测器
“0” “0” “1”
SBUF（发送） START
发送控制器
SHIFT TI
÷16 串行口中断
TXC
≥1
“0” “1”
÷16 RX C
接收控制器
SM 0 0 0 1 1
SM 1 0 1 0 1
相应工作方式
方式 0
说
明
所用波特率 f osc/12 由定时器控制
同步移位寄存器 10位移步收发 11位移步收发 11位移步收发
方式 1 方式 2 方式 3
3 f osc/12或f osc/64
2. P1口 口
字节地址90H，位地址90H~97H ，位地址 字节地址
P1口只传送数据，无MUX。内部有上拉电阻，准双向口 口只传送数据， 口只传送数据 。内部有上拉电阻，
特点：
输出锁存器，输出时没有条件 输出锁存器， 输入缓冲，输入时有条件， 输入缓冲，输入时有条件，即需要先将该口设为输入状 先输出1） 态（先输出 ） 工作过程中无高阻悬浮状态， 工作过程中无高阻悬浮状态，只有输入和输出两种状态
若片外RAM的容量小于 的容量小于256B，可使用 ① 若片外 的容量小于 ，可使用MOVX A，@Ri ， 指令， 口不输出地址， 口 及MOVX @Ri，A指令，这时 口不输出地址， P2口 ， 指令 这时P2口不输出地址 仍可作为I/O口使用 仍可作为 口使用 若片外RAM的容量大于 的容量大于256B，可使用 ② 若片外 的容量大于 ，可使用MOVX A， ， @DPTR及MOVX @DPTR，A指令，这时 口需输出 指令， 及 ， 指令 这时P2口需输出 高8位地址 位地址
C, D G, C C, E C, D C, /G P1.2, C LOOP1
；D∧E送C ∧ 送 ；送入G 送入 ；D∨E送C ∨ 送 ；（D∨ ） ；（ ∨E）∧（ G ）送C ；输出结果 ；准备下次模拟
§13.3 MCS-51单片机串行通信接口 单片机串行通信接口
特点：
是一个可编程全双工串行通信接口，具有异步接收/发 是一个可编程全双工串行通信接口，具有异步接收 发 可编程全双工串行通信接口 生器（ 生器（UART）的全部功能 ） 可作异步通信串行口使用， 可作异步通信串行口使用，也可作同步移位寄存器使用 发送/接收的字符帧格式为 接收的字符帧格式为8位 位或11位 发送 接收的字符帧格式为 位、10位或 位，可以设置 位或 各种波特率，能够成双机、多机通信（ 单片机↔ 各种波特率，能够成双机、多机通信（8051单片机 单片机 8051单片机、 8051单片机 单片机、 单片机↔PC机 ） 单片机 单片机 机
P3 , A
（2） 第二功能输出，Q=1 ） 第二功能输出，
读锁存器 T4 R 第二输出功能 P3 .X 内部总线 D 锁 存 器 写入 CP Q T2 Q
T3 读引脚
T6
第二输入功能
§13.2 I/O端口的应用 端口的应用
试编出模拟图（ ） 例13-1：试编出模拟图（a）中电路的程序
P1.0 模拟D点 P1.1 模拟E点 F G D E (a)被模拟电路 P1.2 模拟F点 8031 P1.3
MOV SBUF，A → 发送 ， MOV A，SBUF → 接收 ，
发送、接收时钟：发送时钟和接收时钟都必须同字符位数 发送、接收时钟：发送时钟和接收时钟都必须同字符位数 的波特率保持一致
主机频率f 主机频率 osc经过分频 提供时钟方式 内部定时器T1或 的溢出率经过 的溢出率经过16分频 内部定时器 或T2的溢出率经过 分频
2. 串行口的控制寄存器
SCON PCON IE IP 设定串行口的工作方式及波特率 设定串行口中断
（1）串行口控制寄存器 ）串行口控制寄存器SCON
SCON是一个可位寻址的 是一个可位寻址的SFR，8位，字节地址 是一个可位寻址的 ， 位 字节地址98H，位 ， 地址9FH~98H，系统复位时，（ ，（SCON）= 00H 地址 ，系统复位时，（ ） SM0、SM1—串行工作方式选择位 、 串行工作方式选择位
TB8 定时器T1 定时器T2 溢出 溢出 写SBUF
8051内部总线
MOV SBUF, A
÷2 Q SBUF（发送）
T XD
零检测器
“1” SMOD TCLK RCLK
“0” “0” “1”
SBUF（发送） START
发送控制器
SHIFT TI
÷16 串行口中断
T XC
≥1
“0” “1”
÷16 RX C
START SHIFT LOAD
RI
1到0 跳变 检测器
RXD
接收移位寄存器
位检测器 （9位）
SBUF（接收）
读SBUF
8051内部总线
发送电路： ）、零检测器和发送控制器等 发送电路：由SBUF（发送）、零检测器和发送控制器等 （发送）、 电路组成， 电路组成，用于串行口的发送 接收电路： ）、接收移位寄存器和接收控 接收电路：由SBUF（接收）、接收移位寄存器和接收控 （接收）、 制器等组成， 制器等组成，用于串行口的接收 SUBF： SBUF（发送）、 ： ）、SBUF（接收）都是 8位缓冲寄 （发送）、 （接收） 位缓冲寄 存器，共用一个端口地址99H。CPU通过执行不同的指 存器，共用一个端口地址 。 通过执行不同的指 令区分， 令区分，如：
CPU发出控制信号，MUX打向下边，与D触发器 连接 发出控制信号， 打向下边， 触发器Q 发出控制信号 打向下边 触发器
输出： 输出： MOV P2, ANL A MOV P2.2, C
P2 , A
输入： 输入： MOV P2, #0FFH MOV A, P2 SETB A0H.2 MOV C, P2.2
4. P3口 口
字节地址B0H，位地址B0H~B7H ，位地址 字节地址
读锁存器 T4 R 第二输出功能 P3 .X 内部总线 D 锁 存 器 写入 CP Q T2 Q
T3 读引脚
T6
第二输入功能
（1）P3口通用 口，准双向口 ） 口通用I/O口 第二功能端保持高电平 输出： 输出： MOV P3, ANL 输入： 输入： MOV P3, #0FFH MOV A, P3 SETB B0H.5 MOV C, P3.5 A MOV P3.5, C
TXC
TXD引脚 引脚
TI
CPU
目的避免出现帧 重叠现象
接收过程：执行指令MOV A ， SBUF 接收过程：
双缓冲结构
RXD引脚 引脚
RXD 启动位
移位寄存器
16TC
SBUF
RI
CPU
检测脉冲
TC RXC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1. P0口 口
字节地址80H，位地址80H~87H ，位地址 字节地址
发控制信号， （1） 通用 ，准双向口，CPU发控制信号，封锁与门， ） 通用I/O，准双向口， 发控制信号 封锁与门， 使上拉管截止， 打向下边， 触发器Q 使上拉管截止，MUX打向下边，与D触发器 连接 打向下边 触发器
输出： 输出： MOV P1, A ANL P1 , A 输入： 输入： MOV P1, #0FFH MOV A, P1 MOV P1.1 , C
SETB 90H.1 MOV C, P1.1
3. P2口 口
字节地址A0H，位地址A0H ~ A7H ，位地址 字节地址
（1）通用 ，准双向口 ）通用I/O，
准备P1.3输入 ； 准备 输入 检测K3状态 ；检测K3状态 若未准备好（ 断 ；若未准备好（K3断） ；则LOOP2 若准备好， ；若准备好，则准备输入 ；P1.0和P1.1状态 和 状态 输入K0状态 ；输入 状态 送入D ；送入 输入K1状态 ；输入 状态 送入E ；送入