8051串行口及串行通信技术
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8051单片机的串行口-26页精选文档
D0 。。。。。。 D7
RXD 8051
TXD
P1.0
A
B
74LS164
CLK STB
2. 数据接收 要实现数据接收，必须首先把SCON中的允许接收位REN设置为
1。当REN设置为1时，数据就在移位脉冲的控制下，从RXD端输入。 当接收到8位数据时，置位接收中断标志位RI，发生中断请求。 其接口逻辑如下图所示。由逻辑图可知，通过外接74LS165，串 行口能够实现数据的并行输入。
方式2的波特率时固定的，而且有两种。一种是晶振频率的 三十二分之一；另一种是晶振频率的六十四分之一。即fosc/32 和fosc/64。如用公式表示则为：
波特率2S＝ MODfosc 64
由此公式可知，当SMOD为0时，波特率为fosc/64，当SMOD 为1时，波特率为fosc/32
串行工作方式3 方式3同方式2几乎完全一样，只不 过方式3的波特率是可变的，有用户来确 定。其波特率的确定同方式1。
率为设定值。当系统复位时，SMOD=0。
8051单片机串行通信工作方式
串行口的工作方式由SM0和SM1确定，编码和功能如下表 所示
SM0 SM1
方式
功能说明
波特率
0
0
方式0 移位寄存器方式 fosc/12
0
1
1
0
1
1
方式1 方式2 方式3
8位UART 9位UART 9位UART
可变
fosc/64 或者 fosc/32
单片机的串行通信使用的是异步串行通信，所谓异步 就是指发送端和接收端使用的不是同一个时钟。异步串行 通信通常以字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。
1、字符帧的帧格式
字符帧由四部分组成，分别是起始位、数据位、奇偶校验
RXD 8051
TXD
P1.0
A
B
74LS164
CLK STB
2. 数据接收 要实现数据接收，必须首先把SCON中的允许接收位REN设置为
1。当REN设置为1时，数据就在移位脉冲的控制下，从RXD端输入。 当接收到8位数据时，置位接收中断标志位RI，发生中断请求。 其接口逻辑如下图所示。由逻辑图可知，通过外接74LS165，串 行口能够实现数据的并行输入。
方式2的波特率时固定的，而且有两种。一种是晶振频率的 三十二分之一；另一种是晶振频率的六十四分之一。即fosc/32 和fosc/64。如用公式表示则为：
波特率2S＝ MODfosc 64
由此公式可知，当SMOD为0时，波特率为fosc/64，当SMOD 为1时，波特率为fosc/32
串行工作方式3 方式3同方式2几乎完全一样，只不 过方式3的波特率是可变的，有用户来确 定。其波特率的确定同方式1。
率为设定值。当系统复位时，SMOD=0。
8051单片机串行通信工作方式
串行口的工作方式由SM0和SM1确定，编码和功能如下表 所示
SM0 SM1
方式
功能说明
波特率
0
0
方式0 移位寄存器方式 fosc/12
0
1
1
0
1
1
方式1 方式2 方式3
8位UART 9位UART 9位UART
可变
fosc/64 或者 fosc/32
单片机的串行通信使用的是异步串行通信，所谓异步 就是指发送端和接收端使用的不是同一个时钟。异步串行 通信通常以字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。
1、字符帧的帧格式
字符帧由四部分组成，分别是起始位、数据位、奇偶校验
80C51单片机的串行口PPT课件
传输距离短、速率低
通常不超过15米，速率20Kbps
有电平偏移
RS-232收发共地，地电流会使电平偏移出现逻辑错误。
抗干扰能力差
RS-232常用单端输入，易混入干扰。（故用大摆幅）
新标准RS-485改善了传输特性，应用广泛！
2020/7/29
20
6.2 80C51单片机的串行口
1个全双工串口：通信或接口扩展
0 D7 1 D6 1 D5 0 D4 1 D3 1 D2 0 D1 1 D0
TXD
接收 设备
D2(1)
D1 0 D0 1
RXD
时钟
数据线
10 1 10 110 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
特点：传送控制复杂、速度慢，传输线少，成本低
2020/7/29
基带传输（每个码元带有“1”或“0”这1 bit信息， 传码率与传信率相同），波特率和比特率是相同的。 常用波特率为：2400、4800、 9600、14.4K、19.2K等
传输距离与传输速率的关系
传输距离随波特率的增加而减小。
2020/7/29
12
6.1.2 串行通信接口标准
RS-232C定义的是DTE与DCE间的接口标准。
5
6.1.1 串行通信的基本概念
异步通信与同步通信
异步通信
发送 设备
以“0”作为起始 以“1”作为停止 各帧间隔时间任意
接收 设备
10100100 0
TXD
1 10100100 0
1 11100110 0
1 11100110
RXD
收、发设备时钟独立，以字符(帧)为单位传输
通常不超过15米，速率20Kbps
有电平偏移
RS-232收发共地，地电流会使电平偏移出现逻辑错误。
抗干扰能力差
RS-232常用单端输入，易混入干扰。（故用大摆幅）
新标准RS-485改善了传输特性，应用广泛！
2020/7/29
20
6.2 80C51单片机的串行口
1个全双工串口：通信或接口扩展
0 D7 1 D6 1 D5 0 D4 1 D3 1 D2 0 D1 1 D0
TXD
接收 设备
D2(1)
D1 0 D0 1
RXD
时钟
数据线
10 1 10 110 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
特点：传送控制复杂、速度慢，传输线少，成本低
2020/7/29
基带传输（每个码元带有“1”或“0”这1 bit信息， 传码率与传信率相同），波特率和比特率是相同的。 常用波特率为：2400、4800、 9600、14.4K、19.2K等
传输距离与传输速率的关系
传输距离随波特率的增加而减小。
2020/7/29
12
6.1.2 串行通信接口标准
RS-232C定义的是DTE与DCE间的接口标准。
5
6.1.1 串行通信的基本概念
异步通信与同步通信
异步通信
发送 设备
以“0”作为起始 以“1”作为停止 各帧间隔时间任意
接收 设备
10100100 0
TXD
1 10100100 0
1 11100110 0
1 11100110
RXD
收、发设备时钟独立，以字符(帧)为单位传输
《单片机原理及应用教程》第7章：单片机的串行通信及接口
8051单片机通过引脚RXD和TXD进行串行通信。其串行口结构包括控制寄存器SCON和PCON，分别用于配置工作方式和波特率。串行通信可选工作方式有四种：方式0为同步移位方式，方式1、方式2和方式3为异步收发方式，不同方式下帧格式和时序有所不同。波特率是数据传送速率，可通过设置定时器T1和SMOD位来调整。在方式0下，波特率固定为fosc/12；方3的波特率则通过T1溢出率和SMOD位共同决定。此外，文档还提供了波特率设计的实例和初始化程序，帮助读者更好地理解和应用8051单片机的串行通信功能。
串行通信及80C51中的串行端口
原理
串行通信的原理是将待传送的数据按位依次进行传输。在异步通信中，数据以字符为单位进行传送，字符间通过 起始位和停止位进行同步；而在同步通信中，数据以数据块为单位进行传送，通过同步字符或同步信号实现数据 块间的同步。
串行通信协议及标准
协议
串行通信协议规定了数据传输的格式和规则，包括起始位、数据位、校验位和停 止位等。常见的串行通信协议有RS-232、RS-422、RS-485等。
增加信号放大和整形电路
在接收端增加信号放大和整形电路，提高信号的稳定性和可靠性。
实现软件容错机制
在编程时实现软件容错机制，如重发机制、超时处理等，以提高通 信的可靠性。
06 总结与展望
课程总结回顾
1 2
串行通信基本原理
介绍了串行通信的基本概念、工作原理、传输方 式（异步/同步）以及常见的串行通信接口标准 （如RS-232、RS-485等）。
特点
80c51单片机具有高性能、低功耗、易于扩展和低成本等特点。其指令系统丰富，支持位操作，适用 于各种控制领域。
80c51单片机应用领域
工业控制
80c51单片机可用于工业自动化控制 系统中，如温度控制、电机控制、数 据采集与处理等。
智能家居
通过80c51单片机可以实现家居环境 的智能化控制，如灯光控制、窗帘控 制、安防监控等。
标准
串行通信标准规定了信号的电平、传输速率、接口电路等参数。例如，RS-232标准 定义了负逻辑电平，即逻辑“1”对应-3V～-15V的电平，逻辑“0”对应+3V～ +15V的电平；传输速率一般为9600bps、19200bps、38400bps等；接口电路通 常采用DB9或DB25连接器。
串行通信优缺点分析
串行通信的原理是将待传送的数据按位依次进行传输。在异步通信中，数据以字符为单位进行传送，字符间通过 起始位和停止位进行同步；而在同步通信中，数据以数据块为单位进行传送，通过同步字符或同步信号实现数据 块间的同步。
串行通信协议及标准
协议
串行通信协议规定了数据传输的格式和规则，包括起始位、数据位、校验位和停 止位等。常见的串行通信协议有RS-232、RS-422、RS-485等。
增加信号放大和整形电路
在接收端增加信号放大和整形电路，提高信号的稳定性和可靠性。
实现软件容错机制
在编程时实现软件容错机制，如重发机制、超时处理等，以提高通 信的可靠性。
06 总结与展望
课程总结回顾
1 2
串行通信基本原理
介绍了串行通信的基本概念、工作原理、传输方 式（异步/同步）以及常见的串行通信接口标准 （如RS-232、RS-485等）。
特点
80c51单片机具有高性能、低功耗、易于扩展和低成本等特点。其指令系统丰富，支持位操作，适用 于各种控制领域。
80c51单片机应用领域
工业控制
80c51单片机可用于工业自动化控制 系统中，如温度控制、电机控制、数 据采集与处理等。
智能家居
通过80c51单片机可以实现家居环境 的智能化控制，如灯光控制、窗帘控 制、安防监控等。
标准
串行通信标准规定了信号的电平、传输速率、接口电路等参数。例如，RS-232标准 定义了负逻辑电平，即逻辑“1”对应-3V～-15V的电平，逻辑“0”对应+3V～ +15V的电平；传输速率一般为9600bps、19200bps、38400bps等；接口电路通 常采用DB9或DB25连接器。
串行通信优缺点分析
8051的串行口
8051
8051
并行通信
并行通信是指数据的各位同时进行 传送（发送或接收）的通信方式。 传送（发送或接收）的通信方式。 其优点是传送速度快； 其优点是传送速度快； 缺点是数据有多少位， 缺点是数据有多少位，就需要多少 数据有多少位 根传送线。 根传送线。 并行通信在位数多、 并行通信在位数多、传送距离又远 时就不太合适了。 时就不太合适了。 89C51单片机与打印机之间的数据 单片机与打印机之间的数据 传送就属于并行通信。 传送就属于并行通信。
89C51串行口是可编程接口，对它初始化编程只用 串行口是可编程接口， 串行口是可编程接口 控制字分别写入特殊功能寄存器SCON（98H）和 两个控制字分别写入特殊功能寄存器 （ ） 两个控制字分别写入特殊功能寄存器 电源控制寄存器PCON（87H）中即可。 电源控制寄存器 （ ）中即可。
2、串行控制寄存器SCON（地址 地址98H） ）
8051的串行口 8051的串行口
串行通信基础
在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进行 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间常常要进行 CPU 信息交换， 信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交换信 所有这些信息交换均可称为通信。 息，所有这些信息交换均可称为通信。 通信方式有两种，即并行通信和串行通信。 通信方式有两种， 并行通信和串行通信。
8051
串行通信
串行通信指数据是一位一位按顺 序传送的通信方式。 序传送的通信方式。 它的突出优点是只需一对传输线 它的突出优点是只需一对传输线( 一对传输线 利用电话线就可作为传输线)， 利用电话线就可作为传输线 ，这 样就大大降低了传送成本， 样就大大降低了传送成本，特别 适用于远距离通信； 适用于远距离通信； 其缺点是传送速度较低。 其缺点是传送速度较低。假设并 行传送N位数据所需时间位 ， 行传送 位数据所需时间位T，那 位数据所需时间位 么串行传送的时间至少为NT，实 么串行传送的时间至少为 ， 际上总是大于NT的 际上总是大于 的。
80C51串行口通信
80C51串行口通信80C51串行口的结构TXD 是80C51单片机的P3.1口RXD 是80C51单片机的P3.0口T1 溢出率是定时器1 的溢出率 SMOD是发送速率倍频的 16分频T1每溢出一次发送一位，里面复杂咱们不管，每次发送完后TI申请中断，就是串口每次发送完一个字节去申请一个中断，每接受完一个字节它也要申请一次中断。
接受完了通过移位寄存器SBUF 取走。
发送也用SBUF .单片机上有两个物理上独立的接受，发送缓冲器SBUF,它们占用同一地址99H；接受器是双缓冲结构；发送缓冲器，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。
解释下这句话意思：物理上独立的但是地址相同，但是具体内部构造咱们不去了解它。
2个寄存器一个负责发一个负责收，接受是双缓冲的结构。
如果去取数据A=SBUF ; 发送数据SBUF =A; 就是说SBUF =A 就把A发出去了。
A= SBUF 就是把 SBUF的值给取出来给了A。
单片机的串口就是这么简单。
主要要搞好中断和比特率。
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、接受/发送控制以及设置状态标志；有此图课看出地址诶98H 能对8整除所以可以进行位操作。
●SMO 和SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式：如下图串行口有4种工作方式。
0 、1、2、3。
f方式0 可以看出是移位寄存器就是一位一位移位了，波特率是固定的晶振除以12Fosc(oscillator 振荡器)，方式1 是10位异步收发器（8位数据），波特率可变。
一下 2、3类同。
我们主要掌握方式1就OK。
用的最多的也是方式1。
波特率用软件控制，设置多少就多少。
由于选择方式1所以SMO SM1就是 01 。
●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）。
第八章 80C51并行口和串行口
这种类型的指令有：
MOV A，P1
MOV direct，P1
；A←P1
；direct←P1
在执行读锁存器的指令时，CPU首先完成将锁存器的值通过 缓冲器BUF2读入内部，进行修改，然后重新写到锁存器中去， 这就是“读一修改一写”指令。 这种类型的指令包含所有的口的逻辑操作（ ANL 、 ORL 、 XRL）和位操作(JBC、CPL、MOV、SETB、CLR等）指令。 ⑶ P1口的多功能线 在80C52中， P1． 0和P1． 1口线是多功能的，即除作一般双 向I/O口线之外，这两根口线还具有下列功能： P1．0—定时器／计数器2的外部输入端T2； P1．1—定时器／计数器2的外部控制端T2EX。
P1口的工作过程分析如下： P1.i位作输出口用时：CPU输出0时，D＝0，Q＝0，Q＝l， 晶体管Q0导通，A点被下拉为低电平，即输出0；CPU输出1时， D＝l，Q＝1，Q＝0，晶体管Q0截止， A点被上拉为高电平， 即输出l。
⒉ P1口的特点 输出锁存器，输出时没有条件； 输入缓冲，输入时有条件，即需要先将该口设为输入状态， 先输出1； P1．i位作输入口用时：先向P1．i位输出高电平，使A点提 升为高电平，此操作称为设置 P1．i为输入线。若外设输入为 1 时 A点为高电平，由 BUFI 读入总线后 B点也为高电平；若外设 输入为0时A点为低电平，由BUF1读入总线后B点也为低电平。 工作过程中无高阻悬浮状态，也就是该口不是输入态就是 输出态。 具有这种特性的口不属于“真正”的双向口，而被称为 “准”双向口。
⒉ P3口的功能
P3口是一个多功能口。 ⑴可作I/O口使用，为准双向口。 既可以字节操作，也可以位操作；既可以 8 位口操作，也可 以逐位定义口线为输入线或输出线；既可以读引脚，也可以读 锁存器，实现“读一修改一输出”操作。 ⑵ 可以作为替代功能的输入、输出。 替代输入功能：
第7章8051串行口及串行通讯技术
例7-2 方式2接收在双机通讯中的应用。
单片机技术
第7章 8051串行口及串行通讯技术
本例与上例相对应。若附加的第9位数据为校验位，在接收程序中应作偶校验 处理，设1组寄存器区的R0为数据缓冲器指针。 PIRI: PUSH PSW PUSH Acc SETB RS0 ；选择1组寄存器区 CLR RS1 CLR RI MOV A,SBUF ；收到数据送A MOV C,P JNC L1 JNB RB8,ERP ；ERP为出错处理程序 AJMP L2 L1: JB RB8,ERP L2: MOV @R0,A INC R0 POP Acc POP PSW ERP: ……… ；出错处理程序段 RETI
单片机技术
第7章 8051串行口及串行通讯技术
若SM2=0，则接收的第9位数据不论是0还是1，都产生 RI=1中断标志，接收到的数据装入SBUF中。 应用上述特性，便可实现MCS-51的多机通讯。 设多机系统中有一主机和3个8031从机，如下图。 主机的RXD与所有从机的TXD端相连，TXD与所有从 机的RXD端相连。从机的地址分别为00H、01H和02H。
单片机技术
第7章 8051串行口及串行通讯技术
7.2.2 方式1 SM0、SM1=01。用于数据的串行发送和接收。TXD脚和 RXD脚分别用于发送和接收数据。 方式1收发一帧的数据为10位，1个起始位（0），8个数 据位，1个停止位（1），先发送或接收最低位。帧格 式如图所示。
`
波特率由下式确定： 方式1波特率= （2SMOD/32） ×定时器T1的溢出率 SMOD为PCON寄存器的最高位的值（0或1）。
第7章
7.1 概述
8051串行口及串行通讯技术
基本通讯方式有两种：并行通讯，串行通讯。
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8051单片机的串行口是一个功能强大的全双工串行通信接口，能够同时进行数据的发送和接收。其内部结构设计精巧，包含了接收/发送缓冲寄存器SBUF、接收器、发送控制器以及波特率发生器等关键组件，共同协作完成数据的串行传输。中转，确保数据能够准确无误地发送和接收。通过特殊功能寄存器SCON和电源控制寄存器PCON的灵活配置，8051单片机的串行口可以支持多种工作方式，以满足不同应用场景的需求。其中，方式0为8位同步移位寄存器I/O，波特率固定；方式1为10位UART，波特率可变；方式2和方式3则为11位UART，分别具有固定的和可变的波特率。这种设计使得8051单片机的串行口在数据通信领域具有广泛的应用前景，能够满足各种复杂环境下的数据传输需求。