51单片机教程：单片机串行口介绍
51单片机各引脚及端口详解
51单片机各引脚及端口详解51单片机引脚功能：MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照----单片机引脚图：l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。
l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。
l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。
l P3.0~P3.7 P2口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。
这4个I/O口具有不完全相同的功能,大家可得学好了,其它书本里虽然有,但写的太深,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。
P0口有三个功能：1、外部扩展存储器时,当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）2、外部扩展存储器时,当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。
P2口有两个功能：1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用2、做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻;P3口有两个功能：除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻）,还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明。
有内部EPROM的单片机芯片（例如8751）,为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的,即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG）编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp）接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池,这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源,当外接电源下降到下限值时,备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入,以保护内部RAM中的信息不会丢失。
在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢？他起什么作用呢？都说了是电阻那当然就是一个电阻啦,当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。
AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍
AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍AT89S51单片机串行口的内部结构如下图所示。
它有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器)，可同时发送、接收数据。
发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址(99H)。
串行口的控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器SCON 和PCON。
下面介绍这两个特殊功能寄存器各位的功能。
1、串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON，字节地址988H，可位寻址，位地址为98H～9FH。
SCON的格式如下图所示。
下面介绍SCON中各位的功能。
(1) SM0、SMl：串行口4种工作方式选择位。
SM0、SM1两位的编码所对应的4种工作方式见下表。
表串行口的4种工作方式(2) SM2：多机通信控制位。
因为多机通信是在方式2和方式3下进行的，因此SM2位主要用于方式2或方式3中。
当串行口以方式2或方式3接收时，如果SM2=1，则只有当接收到的第9位数据(RB8)为1时，才使RI置l，产生中断请求，并将接收到的前8位数据送人SBUF;当接收到的第9位数据(RB8)为0时，则将接收到的前8位数据丢弃。
而当SM2=0时，则不论第9位数据是l还是0，都将前8位数据送入SBUF中，并使RI置1，产生中断请求。
在方式1时，如果SM2=1，则只有收到有效的停止位时才会激活RI。
在方式0时，SM2必须为0。
(3)REN：允许串行接收位。
由软件置1或清0。
REN=1，允许串行口接收数据。
REN=O，禁止串行口接收数据。
(4)TB8：发送的第9位数据。
在方式2和方式3时，TB8是要发送的第9位数据，其值由软件置l或清O。
在双机串行通信时，TB8一般作为奇偶校验位使用;在多机串行通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为地址帧，TB8=0为数据帧。
(5) RB8：接收的第9位数据。
工作在方式2和方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。
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。
第19章 51系列单片机
19.4.2 模式1的接收
• 在串行口的工作模式1中，RXD引脚为数据接收端。模式1接 收数据中的定时信号可以有两种，接收移位脉冲和接收字 符的检测脉冲。 • 串行口模式1接收数据时的移位脉冲，由定时器1的溢出信 号和波特率倍增位SMOD来共同决定，即由定时器1的溢出信 号经过16或32分频得到。 • 接收字符的检测脉冲，其频率是接收移位脉冲的16倍。在 接收一位数据的时候，有16个检测脉冲，以其中的第7、8、 9这3个脉冲作为真正的接收信号的采样脉冲。对三次采样 结果采取三中取二的原则来确定所检测到的值。采样这种 机制是为了抑制干扰，由于采样的信号总是在接收位的中 间位置，这样便可以避免信号两端的边沿失真，也可以防 止由于收发时钟频率不完全一致而带来的错误接收。
19.2.1 单片机串行接口的内部结构
• 51系列单片机的全双工串行口主要由数据发送缓 冲器、发送控制器TI、输出控制门、接收控制器、 输入移位寄存器、数据接收缓冲器等组成，如图 所示。
19.2.2 单片机串行接口的程序控制
• 51系列单片机的串行通信接口，通过控制寄存器 SCON和波特率选择特殊功能寄存器PCON来控制。 下面分别介绍这两个寄存器。 • 1．串行接口控制寄存器SCON
19.7.1 查询方式
• 假设发送方A需要把片内RAM中50H~6FH单元中的数 据，通过串行接口发送给接收方B。接收方B将接 收到的这32个字节数据后，存入片外1000H~101FH。 • 发送方和接收方均采用8051单片机，外接 fosc=6MHz的晶振，使用串行口工作方式2，波特率 规定为187.5kbit/s，需要使用波特率倍增位，即 置SMOD=1。 • 发送方定义TB8作为奇偶校验位。接收方进行奇偶 校验位RB8的判断，如果出错，则置F0标志位为1； 如果正确，则置F0标志位为0，然后返回。
51单片机SCON
51单片机的简介——串行口、SCON51单片机有一个全双工串行通讯口，它即可作为UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter)，也可作为一个同步移位寄存器。
而且作为UART时，其具有多机通讯能力。
51单片机的串行口由发送控制、接收控制、波特率输入管理和发送/接收缓冲区SBUF（地址为99H）组成。
SBUF作为发送和接收缓冲区其实际是分开的两个器件，数据不会相互覆盖，但在对其寻址时都是99H，51单片机会根据读或者写指令操作相应的器件。
站在汇编角度来看，51单片机的串行口通讯操作体现为累加器Acc（地址E0H）和发送/接收缓冲区SBUF之间的数据传递。
当我们要发送数据时，对串行口完成初始化设置后，数据由累加器A传入SBUF，然后在发送控制器的控制下组成帧结构，并自动从TXD端口发出，发送结束后置位TI（TI是特殊功能寄存器SCON的可独立寻址位，参见SCON介绍），如果要继续发送就在指令中将TI清0。
接收数据时，相当于对串口完成初始化设置后，数据由SBUF传入累加器Acc，在置位允许位（即设置SCON的独立寻址位REN为1）后才开始进行串行接收操作，在接收控制器控制下，通过移位寄存器将串行数据输入SBUF，接收结束后将RI（SCON中可独立寻址位）置位，最后将数据送累加器Acc。
特殊功能寄存器SCON是串行口控制寄存器，用于存放串行口的控制和状态信息，其地址为98H，具有位寻址功能，其各位的结构如下图所示：其中各个位的功能及含义如下：SM0、SM1：串行口工作方式选择位，其组合含义如下图所示：SM2：多机通讯控制位。
在方式2和方式3中用于多机通讯控制，在方式2、方式3的接收状态中，若SM2=1，当接收到的第9位（同时系统将第9位值赋予RB8）为0时，舍弃接收到的数据，RI置0；若第9位为1时，将接收到的数据送入接收SBUF中，并将RI置1；而对于方式1，接收到有效的停止位时，将RI置1。
穿行口实验报告
一、实验目的1. 理解穿行口的工作原理和功能。
2. 掌握穿行口在单片机系统中的应用。
3. 学习如何通过编程控制穿行口实现数据传输。
4. 提高对单片机硬件资源和编程技术的应用能力。
二、实验原理穿行口（Serial Port）是单片机中用于串行通信的接口，它可以将单片机的并行数据转换为串行数据，或将串行数据转换为并行数据。
本实验主要涉及MCS-51单片机的串行口，其工作原理如下：1. 串行通信的基本概念：串行通信是指数据以一位一位的顺序传送，按照一定的顺序进行。
与并行通信相比，串行通信的传输速度较慢，但具有传输距离远、抗干扰能力强等优点。
2. MCS-51单片机的串行口：MCS-51单片机的串行口采用全双工通信方式，即同时可以进行发送和接收操作。
串行口的主要功能包括：- 数据发送：将并行数据转换为串行数据，通过串行口发送出去。
- 数据接收：接收串行数据，并将其转换为并行数据。
3. 串行口的工作模式：MCS-51单片机的串行口支持四种工作模式，分别是：- 模式0：同步移位寄存器方式。
- 模式1：8位UART（通用异步收发传输器）方式。
- 模式2：9位UART方式。
- 模式3：波特率可变UART方式。
三、实验器材1. 单片机实验板2. 连接线3. 示波器（可选）4. 编程器四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验要求，将单片机实验板上的相关引脚与连接线连接好。
2. 编写程序：使用C语言编写程序，实现串行口的数据发送和接收功能。
3. 编译程序：使用编程器将程序烧录到单片机中。
4. 调试程序：通过示波器或其他测试工具观察串行口的数据传输情况，验证程序的正确性。
5. 实验结果分析：根据实验结果，分析程序的正确性和串行口的工作状态。
五、实验程序以下是一个简单的串行口发送和接收程序示例：```c#include <reg51.h>void main() {SCON = 0x50; // 设置串行口为模式1，8位UART方式TMOD |= 0x20; // 设置定时器1为方式2TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600TL1 = 0xFD; // 设置波特率为9600TR1 = 1; // 启动定时器1TI = 1; // 设置发送标志位while (1) {if (TI) { // 检查发送标志位TI = 0; // 清除发送标志位SBUF = 'A'; // 发送字符'A'}if (RI) { // 检查接收标志位RI = 0; // 清除接收标志位// 处理接收到的数据}}}```六、实验结果分析1. 在实验过程中，观察到串行口的数据发送和接收功能正常。
51单片机-串行口ppt课件
为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。
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8.2.2 80C51串行口的控制寄存器
SCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工 作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：
SM0和SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式：
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●SM2，多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。 当接收机的SM2=1时可以利用收到的RB8来控制是否 激活RI（RB8＝0时不激活RI，收到的信息丢弃； RB8＝1时收到的数据进入SBUF，并激活RI，进而在 中断服务中将数据从SBUF读走）。当SM2=0时，不 论收到的RB8为0和1，均可以使收到的数据进入 SBUF，并激活RI（即此时RB8不具有控制RI激活的 功能）。通过控制SM2，可以实现多机通信。
起 空始 闲位
一个字符帧 数据位
校停 验止 位位
空 下一字符 闲 起始位
LSB
MSB
异步通信的特点：不要求收发双方时钟的
严格一致，实现容易，设备开销较小，但 每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧 之间还有间隔，因此传输效率不高。
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2、同步通信
同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制， 使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均 为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即 保持位同步关系，也保持字符同步关系。发送方对接收方 的同步可以通过两种方法实现。
波特率=2SMOD/32×T1的溢出率 = 2SMOD × fosc/[ 32 × 12×（2K-初值）]
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3、传输距离与传输速率的关系
串行接口或终端直接传送串行信息位流的
51单片机串行口的工作方式
hgfedcba
a
fg b
e
c
dh
共阳极
累加器 A hgfedcba
0C0H = “0”
0B0H = “3”
例：利用串行口工作方式0扩展出8位并行I/O 口，驱动共阳LED数码管显示0—9。
VCC TxD RxD
☞方式2的波特率 = fosc 2SMOD/64 即: fosc 1/32 或 fosc 1/64 两种
☞奇偶校验是检验串行通信双方传输的数据正确与 否的一个措施，并不能保证通信数据的传输一定正 确。
换言之：如果奇偶校验发生错误，表明数据传输 一定出错了；如果奇偶校验没有出错，绝不等于数 据传输完全正确。
☞ REN：串行口接收允许位。 REN=1 允许接收
☞ TB8，RB8，TI，RI等位由运行中间的情况 决定，可先写成 “0”
三、工作方式2: 9位UART(1+8+1+1位)两种波特率
☞由于波特率固定,常用于单片机间通讯。 数据由8+1位组成，通常附加的一位 (TB8/RB8)用于“奇偶校验”。
☞ 溢出率：T1溢出的频繁程度 即：T1溢出一次所需时间的倒数。
☞ 波特率 =
2SMOD fosc 32 12(2n - X)
其中：X 是定时器初值
☞ 初值 X = 2n -
2SMOD fosc 32 波特率 12
常用波特率和T1初值查表
☞表格有多种, 晶振也不止一种
串口波特率 (方式1,3)
74LS164
hgfedcba
A B
CLK
CLR
74LS164
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51单片机教程：单片机串行口介绍
串行口是单片机与外界进行信息交换的工具。
8051 单片机的通信方式有两种：
并行通信:数据的各位同时发送或接收。
串行通信:数据一位一位次序发送或接收。
参看下图：
串行通信的方式：
异步通信：它用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。
其每帧的格式如下：
在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8 个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（能省略），最后是停止位1。
用这种格式表示字符，则字符能一个接一个地传送。
在异步通信中，CPU 与外设之间必须有两项规定，即字符格式和波特率。
字符格式的规定是双方能够在对同一种0 和1 的串理解成同一种意义。
原则上字符格式能由通信的双方自由制定，但从通用、方便的角度出发，一般还是使用一些标准为好，如采用ASCII 标准。
波特率即数据传送的速率，其定义是每秒钟传送的二进制数的位数。
例如，数据传送的速率是120 字符/s，而每个字符如上述规定包含10 数位，则传送波特率为1200 波特。
同步通信：在同步通信中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间；所以在数据块传递时，为了提高速度，常去掉这些标志，采用同步传送。
由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂。