单片机应用技术串行口控制寄存器SCON
单片机原理及应用第6章80C51单片机的串行口
单片机原理及应用第6章80C51单片机的串行口80C51单片机是一种基于哈佛架构的8位单片机，具有强大的串行口功能。
串行口是一种通信接口，可以通过单根线传输数据。
本章将介绍80C51单片机的串行口原理及其应用。
一、80C51单片机的串行口原理80C51单片机的串行口包含两个寄存器，分别是SBUF（串行缓冲器）和SCON（串行控制寄存器）。
SBUF寄存器用来存储待发送或接收到的数据，SCON寄存器用来配置和控制串行口的工作模式。
80C51单片机的串行口有两种工作模式：串行异步通信模式和串行同步通信模式。
1.串行异步通信模式串行异步通信是指通信双方的时钟频率不同步，通信的数据按照字符为单位进行传输，字符之间有起始位、数据位、校验位和停止位组成。
80C51单片机的串行口支持标准的RS-232通信协议和非标准通信协议。
在串行异步通信模式下，SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。
首先，需要选择串行口的工作模式。
80C51单片机支持第9位，即扩展模式，可以用来检测通信错误。
其次，需要设置波特率。
波特率是指数据每秒传输的位数，用波特率发生器（Baud Rate Generator，BRGR）来控制。
然后，需要设置起始位、数据位和停止位的配置，包括数据长度（5位、6位、7位或8位）、停止位的个数（1位或2位）。
在发送数据时，将待发送的数据通过MOV指令传送到SBUF寄存器，单片机会自动将数据发送出去。
在接收数据时，需要检测RI（接收中断）标志位，如果RI为1，表示接收到数据，可以通过MOV指令将接收到的数据读取到用户定义的变量中。
2.串行同步通信模式串行同步通信是指通信双方的时钟频率同步，在数据传输时需要时钟信号同步。
80C51单片机的串行同步通信支持SPI（串行外设接口）和I2C（串行总线接口）两种协议。
在串行同步通信模式下，SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。
首先，需要选择串行口的工作模式。
80C51单片机支持主从模式，可以作为主设备发送数据，也可以作为从设备接收数据。
MCS-51单片机串口编程及应用介绍
起 始 位
数
据 位
校 验 位
停 止 位
异步通信的帧格式
二、同步通信传送方式
同步传送：以同步字符 同步传送：以同步字符SYN开始连续发 开始连续发 再以同步字符结束， 送，再以同步字符结束，时钟信号同时发 适用高速、大容量的数据传送。 送。适用高速、大容量的数据传送。
开始 同步字符 同步字符 数据段 同步字符 结束 同步字符
工作原理： 工作原理： 发送：CPU执行 执行MOV SBUF,A，将数据送入SBUF SBUF。 发送：CPU执行MOV SBUF,A，将数据送入SBUF。 发送控制器按波特率发生器（定时器构成） 发送控制器按波特率发生器（定时器构成）提供的时钟速 率将SBUF中的数据一位、一位从TXD输出，发送结束时， SBUF中的数据一位 TXD输出 率将SBUF中的数据一位、一位从TXD输出，发送结束时，置 TI=1。 TI=1。 接收：接收控制器按波特率发生器提供的时钟速率从RXD引 接收：接收控制器按波特率发生器提供的时钟速率从RXD引 RXD 脚一位一位接收数据，当收到一个完整字符时，装入SBUF 脚一位一位接收数据，当收到一个完整字符时，装入SBUF 中，同时置RI=1，通知CPU，CPU执行MOV A,SBUF，将数据读 同时置RI=1，通知CPU，CPU执行MOV A,SBUF， RI=1 CPU 执行 入累加器A 入累加器A。 注意：由于SBUF具有双缓冲作用，它可以在CPU读入之前 注意：由于SBUF具有双缓冲作用，它可以在CPU读入之前 SBUF具有双缓冲作用 CPU 开始接收下一数据， CPU应在下一数据接收完毕前读取 开始接收下一数据， CPU应在下一数据接收完毕前读取 SBUF内容 由于串口的接收、发送各自独立， 内容。 SBUF内容。由于串口的接收、发送各自独立，所以可同时发 送及接收，即可以实现全双工通讯。 送及接收，即可以实现全双工通讯。
《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口
单片机应用技术(c语言版 第3版)[王静霞]_习题答案
![单片机应用技术(c语言版 第3版)[王静霞]_习题答案](https://img.taocdn.com/s3/m/7c9e3c17168884868762d6f0.png)
习题 11.1 单项选择题（1） A （2）C （3）C1.2 填空题（1）硬件系统、软件系统（2）时钟电路、复位电路（3）XTAL1、XTAL2、RESET、EA（4）晶振1.3 问答题什么是单片机？它由哪几部分组成？什么是单片机应用系统？答：单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称单片机，是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、存储器（memory）、基本输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口电路、定时/计数器和中断系统等，都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机。
单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示等外围接口电路和控制程序，能实现一种或多种功能的实用系统。
1.4 上机操作题（1）参考程序：#include <reg51.h> //包含头文件reg51.h，定义了51单片机的专用寄存器//函数名：delay//函数功能：实现软件延时//形式参数：无符号整型变量i，控制空循环的循环次数//返回值：无void delay(unsigned int i) //延时函数{unsigned int k;for(k=0;k<i;k++);}void main() //主函数{while(1){P1=0x00;delay(20000); //调用延时函数，实际参数为20000P1=0xff;delay(20000); //调用延时函数，实际参数为20000}}（2）参考程序：#include <reg51.h> //包含头文件reg51.h，定义了51单片机的专用寄存器//函数名：delay//函数功能：实现软件延时//形式参数：无符号整型变量i，控制空循环的循环次数//返回值：无void delay(unsigned int i) //延时函数{unsigned int k;for(k=0;k<i;k++);}void main() //主函数{while(1){P1=0x55;delay(20000); //调用延时函数，实际参数为20000P1=0xff;delay(20000); //调用延时函数，实际参数为20000}}习题 22.1 单项选择题（1）C （2）A （3）A （4）A （5）A （6）D （7）C （8）A （9）A （10）C 2.2 填空题（1）外部程序存储器、外部数据存储器、内部程序存储器、内部数据存储器（2）程序存储器（3）工作寄存器组、位寻址区、用户RAM（4）1us、2us（5）按键复位、上电复位（6）2、高2.3 回答题（1）P3口的第二功能是什么？答：P3口各引脚的第二功能如下表。
MCS-51单片机串行通信的控制寄存器
MCS-51单片机串行通信的控制寄存器
1. 串行口控制寄存器（SCON）
SCON是MCS-51单片机的一个可位寻址的专用寄存器，用于 串行数据通信的控制。单元地址为98H，位地址为98H～9FH。寄 存器的内容及位地址表示如下：
位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H
与串行通信有关的只有D7位（SMOD），该位为波特率倍增 位，当SMOD=1时，串行口波特率增加一倍，当SMOD=0时，串
行口波特率为设定值。当系统复位时，SMOD=0。
单片机原理及应用
4） TB8——发送数据位8 在方式2、3时，TB8的内容是要发送的第9位数据,其值由
用户通过软件来设置。
5） RB8——接收数据位8 在方式2、3时，RB8是接收的第9位数据。 在方式1时，RB8是接收的停止位 在方式0时，不使用RB8
6） TI——发送中断标志位
在方式0时，发送完第8位数据后，该位由硬件置位。
位符号 SM0 SM1 S
1） SM0 、SM1——串行口工作方式选择位
其状态组合和对应工作方式为：
SM0 SM1
工作方式
00
方式0
01
方式1
10
方式2
11
方式3
2） M2——允许方式2、3的多机通信控制位 在方式2和3中，若SM2＝1且接收到的第九位数据（RB8）
RI由软件清“0”。
2. 电源控制寄存器（PCON）
PCON 不 可 位 寻 址 ， 字 节 地 址 为 87H 。 它 主 要 是 为 CHMOS型单片机80C51的电源控制而设置的专用寄存器。 其内容如下：
位序
D7
D6
D5
串行口控制寄存器SCON
SCON（Serial Control Register)串行口控制寄存器，用于控制串行通信的方式选择、接收和发送，指示串口的状态。
SCON既可以字节寻址，也可以位寻址，其字节地址为98H，地址位为98H~9FH。
[1]结构SCON寄存器各位定义D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H工作方式（SM0 SM1）（1）方式0（ SM0 SM1 :0 0）：串行口的工作方式0为移位寄存器I/O方式，可外接移位寄存器，一扩展I/O口，也可外接同步I/O设备。
发送操作：当执行一条“MOV SBUF,A”指令时，启动发送操作，由TXD 输出移位脉冲，由RXD串行SBUF中的数据。
发送完8位数据后自动置TI=1.请求中断。
要继续发送时，TI 必须有指令清零。
接收操作：REN是串行口接收允许控制位。
REN=0时禁止接收；REN=1时允许接收。
当软件将REN置“1”时，即开始从RXD端口以fosc/12波特率输入数据，当接收到8位数据时，将中断标志RI置“1”。
再次接收数据之前，必须用软件将RI清0。
（2）方式1 （ SM0 SM1 :0 1）：串行口位10位通用异步接口。
发送或接收一帧数据信息为10位，包括1位起始位“0”、8位数据位、1位停止位“1”。
发送数据：数据从TXD端口输出，当数据写入发送缓冲器SBUF时，就启动发送器发送。
发送完一帧数据后，置中断标志TI=1，申请中断，通知CPU可以发送下一个数据了。
接收数据：首先使REN=1（允许接收数据），串行口从RXD接收数据，当采样到1至0跳变时，确认是起始位“0”，就开始接收一帧数据，当接收完一帧数据时，置中断标志RI=1，申请中断，通知CPU从SBUF取走接收到的数据。
（3）方式2 （ SM0 SM1 :1 0）：串行口为11位异步通信接口。
《单片机应用技术》填空题题库x
《单片机应用技术》填空题题库x《单片机应用技术》习题库答案一、填空题第一、二章1．计算机中最常用的字符信息编码是（ASCII码）。
2．MCS-51系列单片机为（ 8 ）位单片机。
3．计算机三总线分别为：（数据）总线；（地址）总线；（控制）总线。
4．单片机与普通计算机的不同之处在于其将CPU 、存储器和I/O 三部分集成于一块芯片上。
5．能在紫外线照射下擦除和重写的存储器是(EPROM )型存储器,能够直接在线路中快速写入和读出的存储器是(EEPROM)型存储器。
6．8031、8051的主要区别是8051有 4 k内部ROM。
7．MCS-51单片机片内共有128 字节单元的RAM。
8．8031内部有RAM（ 128 ）字节、8751内部有ROM（ 4K ）。
9．MCS-51系列单片机8031、8051、89S52在内部存储器的设置上主要区别是：8031内部（无）程序存储器，8051内部（ 4K ）程序存储器，89C52内部（ 8K ）程序存储器。
10．8031构成的单片机应用系统必须扩展程序存储器。
11．M CS-51单片机片内RAM区中有128 个可寻址位。
12．8051单片机片内RAM区80H－0FFH属于特殊功能寄存器（SFR）区。
13．M CS-51单片机存储器结构的主要特点是程序存储器与数据存储器的寻址空间是分开的。
14．M CS－51单片机的存储器配置在物理结构上有4 个存储空间。
15．M CS-51单片机的存储器在逻辑上分为 3 个存储器地址空间16．当MCS-51单片机的EA引脚保持低电平时，CPU只访问片外的程序存贮器17．当EA接地时，MCS-51单片机将从外部程序存储器的地址0000H开始执行程序。
18．在只使用外部程序存储器时，51系列单片机的EA 管脚必须接地。
第1页共9页19．在只使用内部程序存储器时，51系列单片机的EA 管脚必须接高电平。
20．当使用8031单片机时，需要扩展外部程序存储器，此时/EA 应接低电平。
SCON寄存器
一，串行口控制寄存器SCON它用于定义串行口的工作方式及实施接收和发送控制。
字节地址为98H，其各位定义如下表：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RISM0、SM1：串行口工作方式选择位，其定义如下：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/120 1 方式1 10位UART 可变1 0 方式2 11位UART Fosc/64或fosc/32 1 1 方式3 11位UART 可变其中fosc为晶振频率SM2：多机通讯控制位。
在方式0时，SM2一定要等于0。
在方式1中，当（SM2）=1则只有接收到有效停止位时，RI才置1。
在方式2或方式3当（SM2）=1且接收到的第九位数据RB8=0时，RI才置1。
REN：接收允许控制位。
由软件置位以允许接收，又由软件清0来禁止接收。
TB8: 是要发送数据的第9位。
在方式2或方式3中，要发送的第9位数据，根据需要由软件置1或清0。
例如，可约定作为奇偶校验位，或在多机通讯中作为区别地址帧或数据帧的标志位。
RB8：接收到的数据的第9位。
在方式0中不使用RB8。
在方式1中，若（SM2）=0，RB8为接收到的停止位。
在方式2或方式3中，RB8为接收到的第9位数据。
TI：发送中断标志。
在方式0中，第8位发送结束时，由硬件置位。
在其它方式的发送停止位前，由硬件置位。
TI置位既表示一帧信息发送结束，同时也是申请中断，可根据需要，用软件查询的方法获得数据已发送完毕的信息，或用中断的方式来发送下一个数据。
TI必须用软件清0。
RI：接收中断标志位。
在方式0，当接收完第8位数据后，由硬件置位。
在其它方式中，在接收到停止位的中间时刻由硬件置位（例外情况见于SM2的说明）。
RI置位表示一帧数据接收完毕，可用查询的方法获知或者用中断的方法获知。
RI也必须用软件清0。
二，串行口的工作方式8051单片机的全双工串行口可编程为4种工作方式，现分述如下：1，方式0为移位寄存器输入/输出方式。
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单片机应用技术
2. 信息传送方向
根据信息的传送方向，串行通信 可以进一步分为单工、半双工和全双 工 3 种。信息只能单方向传送称为单 工；信息能双向传送，但不能同时双 向传送称为半双工；能够同时双向传 送则称为全双工。 MCS-5l单片机有一个全双工串行口 。全双工的串行通信只需要一根输出 线（TXD ）和一根输入线（RXD），如 右图所示。
0
0
方式0
移位寄存器方式，用于并行I／O扩 展
fosc/12
0
1
方式1
8位通用异步接收器／发送器
可变
1
0
方式2
9位通用异步接收器／发送器
fosc/12 fosc/24
或
1
1
方式3
9位通用异步接收器／发送器
可变
单片机应用技术
2．结构
由发送数据缓冲器、发送控制器、输出控制门、 接收数据缓冲器、接收控制器、输入移位寄存器 等组成。发送数据缓冲器只能写入，不能读出， 接收数据缓冲器只能读出，不能写入，二者共用 一个符号 — 特殊功能寄存器 SBUF ，共用一个地 址—99H。串行口中还有两个特殊功能寄存器SCON、 PCON ，分别用来控制串行口的工作方式和波特率。 波特率发生器由定时器／计数器1构成。
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二、串行口功能与结构
1、功能
MCS-5l 单片机中的异步通信串行口能方便地与其他 计算机或串行传送信息的外围设备（如串行打印 机、CRT终端等）实现双机、多机通信。 如表4-2所示。
串行口有四种工作方式
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串行口有四种工作方式
SM 0 S M 1 工作方 式 功能 波特率
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SCON—— 串行口控制寄存器
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM0、SM1：工作方式选择位（四种工作方式） SM2：多机通信控制位（常与RB8配合，决定是否激活RI）
REN：允许接收控制位
TB8：发送的第九位数 RB8：接收的第九位数 TI / RI ：中断请求标志位（前面已讲过）
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4. 波特率
在一帧信息中，每一位的传送时间（位宽）是固定的， 位传送时间的倒数称为波特率（Baud rate），波特率表 示每秒传送的位数。例如每秒960个字符，若每个字符为10 位，则波特率为9600。位传送时间是104μ S。 MCS-51串行I／O接口的基本工作是：发送时，将CPU送来 的并行数据转换成一定格式的串行数据，从引脚TXD上按规 定的波特率逐位输出；接收时，要监视引脚RXD，一旦出现 起始位“0”，就将外围设备送来的一定格式的串行数据转 换成并行数据，等待CPU读入。
TXD RXD
RXD TXD
GND
GND
MCS-51双工通信
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3、同步方式和异步方式
(1) 同步方式是将一大批数据分成几个数据块, 数据块之
间用同步字符予以隔开 , 而传输的各位二进制码之间都没有 间隔。 其基本特征是发送与接收时钟始终保持严格同步。 (2）异步通信是按帧传送数据, 它利用每一帧的起、止信 号来建立发送与接收之间的同步,每帧内部各位均采用固定的 时间间隔, 但帧与帧之间的时间间隔是随机的。其基本特征 是每个字符必须用起始位和停止位作为字符开始和结束的标 志, 它是以字符为单位一个个地发送和接收的。
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（ 3 ）允许接收控制位 REN ： REN =“1” 时允许并启动 接收， REN =“0” 时禁止接收。 REN 由软件置“ 1” 或 清“0”。 （4）发送数据D8位TB8：TB8是方式2、方式3中要发 送的第九位数据，事先用软件写入1或0。方式0、 方式1不用。 （ 5 ）接收数据 D8位 RB8 ：方式 2 、方式 3 中，由硬件 将接收到的第九位数据存入 RB8 。方式 1 中，停止 位存入RB8。 （6）发送中断标志位TI：发送完一帧信息，由硬件 使TI置“1”，TI必须由软件清“0”。 （7）接收中断标志位RI：接收完一帧有效信息，由 硬件使RI置“1”，RI必须由软件清“0”。
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4．串行口数据寄存器 SBUF
串行口数据寄存器SBUF由串行输出移位寄存器 和两级缓冲的串行输入寄存器组成。当数据写入 SBUF时启动串行数据发送，连同此前置入的TB8， 按设定波特率串行输出。串行数据移入串行输入 寄存器完成后，自动将数据并行送入接收 SBUF ， 并置“ 1” 通知 CPU 读取数据， CPU 应该在下一个串 行数据接收完成之前读出。
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3．串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器SCON的Fra bibliotek式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 98H
（l）工作方式选择位SMO、SM1： SMO、SM1由软件置“1”或清“0”，用 于选择串行口的4种工作方式。 （2）多机通信控制位SM2： SM2 =“1”时，接收到一帧信息，如果接收 到的第9位数据为1，硬件将RI置“1”，申请中断；如果第九位数据为“0”， 则RI不置“1”，且所接收的数据无效。 SM2 =“0”时，只要接收到一帧信息，不管第九位数据是 0还是 1，硬件都 置RI =“1”，并申请中断。RI由软件清“0”，SM2由软件置“1”或清“0”。 多机通信时，各从机先将 SM2置“l”。接收并识别主机发来的地址，当地 址与本机相同时，将SM2清“0”，与主机进行数据传递。各机所发送的数据 第9位必须为“0”。
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项目二 电子打铃装置
第6讲 单片机串行接口
《单片机应用技术》精品课程组 湖北职业技术学院机电工程系
单片机应用技术
本讲主要内容
1串行通信概述 2串行口功能与结构 3串行口的应用
单片机应用技术
一、串行通信概述 1. 串行通信和并行通信 计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方法 有并行通信和串行通信两种。一组信息的各位数据被逐位 顺序传送的通信方式称为串行通信。串行通信可通过串行 接口来实现。串行通信速度慢，但传输线少，适宜长距离 通信。 一组信息（通常是字节）的各位数据被同时传送的通信方 法称为并行通信。并行通信依靠并行 I ／ O 接口实现。并行 通信速度快，但传输线根数多，只适用于近距离（相距数 公尺）的通信。