MCS-51单片机串口同步通信方式的应用
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ ０ ６ ． １ ６
６ １ ＷＷＷ． ａ ｕ ｔ ｏ — ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ． ｃ ｏ ｎ 自动 化应 用 ｒ
ｕ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ｌ ｅ ｄ ［ ８ ］ ＝ ｛ ０ ｘ ｃ ０ ， ０ ｘ ｆ ９ ， ０ ｘ ａ ４ ， ０ ｘ ｂ ０ ， ０ ｘ ９ ９ ， ０ ｘ ９ ２ ， ０ ｘ ８ ２ ， Ｏ ｘ ｆ ８ ｝ ；
０ ，并 行 输 入 端 口的 ８ 位数 据将被装 载入 ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５内 部 的 ８个 触 发 器 ， 在 Ｓ Ｈ Ｌ Ｄ为 １ 时， 并行输入 被封锁 ，
移位 操 作 开 始 。 （ ２ ） Ｃ Ｌ Ｋ（ ２ ） 引脚 ： 时钟输入端 。
式： 并行通信和 串行通信 。串行通信时 ， 数据一位一位 地顺 序传送 。其数据传送速度 相对并行通信较 慢 ， 但
＿
图 １ ７ ４ １ ｓ １ ６ ５引 脚 图
ｖ ｏ ｉ ｄ ｍ ａ ｉ ｎ （ ）
｛
ｕ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ；
７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５各 １ ） 引脚 ： 移 位／ 装 载数 据控 制端 ， 高电
关键 字 ： 串 口： 同步通 信 ： ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５
０引 言
在 计 算 机 系统 中 。 Ｃ Ｐ Ｕ 和外 部 设 备 有 两 种 通 信 方
平时表示移位 ， 低 电平 时 表 示 装 载 。在 开 始 移 位 之 前 ，
需要 先从并行输入 端 口读人数据 这时应将 Ｓ Ｈ ／ Ｌ Ｄ置
示 ８ 个选手 的抢答信 号 （ 键按下 表示抢答 ） ， ８ 个独立
按键 通过 ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５与 单 片 机 的 串 口连 接 ，并行 Ｉ ／ ０口 Ｐ ０控制 数 码 管 显 示 抢 答 成 功 选 手 的编 号 ０ ～ ７ 。
Ｐ ３ ． １ （ Ｔ Ｘ Ｄ） 引脚输 出移位脉 冲 ， 连接 ７ ４ １ ｓ １ ６ ５的时钟输
７ ４ １ ｓ １ ６ ５是 并 行 输 入 、 串 行 输 出 移 位 寄 存 器 其引
脚 如 图 １所 示
３软 件 设 计
单 片机 采 用 同步 工 作 方 式 ， 故 单 片 机 工 作 于 方 式 ０ 。设 计 程 序 如 下 ：
＃ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ＜ ｒ ｅ ｇ ５ １ ． ｈ ＞ ｓ ｂ ｉ ｔ Ｐ１ Ｏ ＝ Ｐ１ ＾ ０：
系 统 解 决 方 案
＿ ｊ ｜ ＿
ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机 串 口同步通信 方式的应用
张 联
（ 仙 桃 职业 学院， 湖北 仙桃 ４ ３ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 利 用单 片机 串 口。 采 用同步通 信 方式输 入信 号 ， 完成 ８路 抢答 器的设 计 。
系 统 解 决 方 案
ｅ ａ ｓ ｅ ０ ｘ ｌ ｆ ￣ ： Ｐ ０ ＝ ｌ ｅ ｄ ［ ５］ ； ｗ ｈ ｉ ｈ （ １ ） ： ｈ ｒ ｔ ａ ｋ ： ｃ ａ ｓ ｅ Ｏ ｘ ｆ ｄ ： Ｐ Ｏ ＝ ｌ ｅ ｄ ［ ６］ ； ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ （ １ ） ； Ｉ ） ｌ ‘ ｅ ａ ｋ ，
方 式 。 同步 通 信 是 一 种 连 续 串行 传 送 数 据 的通 信 方 式， 一 次 通 信 只传 输 一 帧 信 息 。 同 步 通 信 时 数 据 传 输 速率高 ， 需 要 发 送 和 接 收 双 方 的 时 钟 严 格 同步 。 因 为 同步 通 信 方 式 对 发 送 和 接 收 双 方 的 硬 件 要 求 高 ． 所 以
（ ９ ） ＶＣ Ｃ（ １ ６ ） 引脚 ： 正电源。
采用 同步通信方式 。 ８ 个选手 （ 选手编号为 ０ — ７ ） 的抢答
信 号 通 过 ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单 片 机 的 串 口输 入 ，将 抢 答 成 功 选 手 的编 号通 过并 行 Ｉ ／ ０端 口控 制 数码 管 输 出显 示 。 在设 计 中 ， 使 用 ８个 独 立 按 键 （ Ｓ ０ ～ Ｓ ７ ） 的 状 态 表
（ ４ ） ／ Ｑ Ｈ （ ７ ） 引脚 ： 串行数据输 出端 ， 状态与 Ｑ Ｈ相反 。
（ ５ ） Ｇ ＮＤ（ ８ ） 引脚 ： 地（ ０ Ｖ） 。
（ ６ ） Ｑ Ｈ（ ９ ） 引脚 ： 串行 数 据 输 出端 。 （ ７ ） Ｓ Ｅ Ｒ（ １ ０ ） 引脚 ： 串行 输 人 口 （ 用 于 级 联 多 片
２硬 件 设 计
路 抢答 器 硬件 电路 如 图 ２所 示 。 单片机 的 Ｐ １ ． ０引 脚连接 ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５的 １ 引脚 ， Ｐ １ ． ０产 生 移 位 脉 冲 ：单 片 机的 Ｐ ３ ． ０（ Ｒ Ｘ Ｄ）引 脚 是 串 行 数 据 的 输 入 端 ，连 接 ７ ４ １ ｓ １ ６ ５的 串 行 数 据 输 出端 Ｑ Ｈ （ ９引 脚 ） ；单 片 机 的
７ ４ １ ｓ １ ６ ５ ） 。
单片机 串口的同步通信方式通常用于 Ｉ ／ ０口的扩展 。
如 需设 计 一 个 ８ 路抢答器 ， ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单 片机 的 串 口
（ ８ ） Ｃ Ｌ Ｋ Ｉ Ｎ Ｈ（ １ ５ ） 引脚 ： 时钟禁 止端 。 当 Ｃ Ｌ Ｋ Ｉ Ｎ Ｈ 为低 电平 时 ， 允许时钟输入 。
入端 Ｃ Ｌ Ｋ（ ２引 脚 ） ； 单 片机 的 Ｐ ０口连 接 共 阳数 码 管 ； ７ ４ １ ｓ １ ６ ５的 Ｃ Ｌ Ｋ Ｉ Ｎ Ｈ（ １ ５ ） 直接 连 接低 电平 ： ７ ４ １ ｓ １ ６ ５的
并 行 输 入 端 Ａ— Ｈ 连 接 ８个 独 立 按 键 。
ｌ ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５简 介
串行通信 硬件 成本低 ， 使用传 输线少 ， 适 合于长 距离
的 数 据 传输 。 根 据 串 行 数 据 传 输 时 发 送 和 接 收 双 方 的 时 钟 控
（ ３ ） Ａ — Ｈ（ １ １ － １ ４ ， ３ － ６ ） 引脚 ： 并行数据输入端。
制方式 ， 可将 串行通信分 为异步通信 和同步通信两种
６ １ ＷＷＷ． ａ ｕ ｔ ｏ — ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ． ｃ ｏ ｎ 自动 化应 用 ｒ
ｕ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ｌ ｅ ｄ ［ ８ ］ ＝ ｛ ０ ｘ ｃ ０ ， ０ ｘ ｆ ９ ， ０ ｘ ａ ４ ， ０ ｘ ｂ ０ ， ０ ｘ ９ ９ ， ０ ｘ ９ ２ ， ０ ｘ ８ ２ ， Ｏ ｘ ｆ ８ ｝ ；
０ ，并 行 输 入 端 口的 ８ 位数 据将被装 载入 ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５内 部 的 ８个 触 发 器 ， 在 Ｓ Ｈ Ｌ Ｄ为 １ 时， 并行输入 被封锁 ，
移位 操 作 开 始 。 （ ２ ） Ｃ Ｌ Ｋ（ ２ ） 引脚 ： 时钟输入端 。
式： 并行通信和 串行通信 。串行通信时 ， 数据一位一位 地顺 序传送 。其数据传送速度 相对并行通信较 慢 ， 但
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图 １ ７ ４ １ ｓ １ ６ ５引 脚 图
ｖ ｏ ｉ ｄ ｍ ａ ｉ ｎ （ ）
｛
ｕ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ｉ ；
７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５各 １ ） 引脚 ： 移 位／ 装 载数 据控 制端 ， 高电
关键 字 ： 串 口： 同步通 信 ： ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５
０引 言
在 计 算 机 系统 中 。 Ｃ Ｐ Ｕ 和外 部 设 备 有 两 种 通 信 方
平时表示移位 ， 低 电平 时 表 示 装 载 。在 开 始 移 位 之 前 ，
需要 先从并行输入 端 口读人数据 这时应将 Ｓ Ｈ ／ Ｌ Ｄ置
示 ８ 个选手 的抢答信 号 （ 键按下 表示抢答 ） ， ８ 个独立
按键 通过 ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５与 单 片 机 的 串 口连 接 ，并行 Ｉ ／ ０口 Ｐ ０控制 数 码 管 显 示 抢 答 成 功 选 手 的编 号 ０ ～ ７ 。
Ｐ ３ ． １ （ Ｔ Ｘ Ｄ） 引脚输 出移位脉 冲 ， 连接 ７ ４ １ ｓ １ ６ ５的时钟输
７ ４ １ ｓ １ ６ ５是 并 行 输 入 、 串 行 输 出 移 位 寄 存 器 其引
脚 如 图 １所 示
３软 件 设 计
单 片机 采 用 同步 工 作 方 式 ， 故 单 片 机 工 作 于 方 式 ０ 。设 计 程 序 如 下 ：
＃ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ＜ ｒ ｅ ｇ ５ １ ． ｈ ＞ ｓ ｂ ｉ ｔ Ｐ１ Ｏ ＝ Ｐ１ ＾ ０：
系 统 解 决 方 案
＿ ｊ ｜ ＿
ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单片机 串 口同步通信 方式的应用
张 联
（ 仙 桃 职业 学院， 湖北 仙桃 ４ ３ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 利 用单 片机 串 口。 采 用同步通 信 方式输 入信 号 ， 完成 ８路 抢答 器的设 计 。
系 统 解 决 方 案
ｅ ａ ｓ ｅ ０ ｘ ｌ ｆ ￣ ： Ｐ ０ ＝ ｌ ｅ ｄ ［ ５］ ； ｗ ｈ ｉ ｈ （ １ ） ： ｈ ｒ ｔ ａ ｋ ： ｃ ａ ｓ ｅ Ｏ ｘ ｆ ｄ ： Ｐ Ｏ ＝ ｌ ｅ ｄ ［ ６］ ； ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ （ １ ） ； Ｉ ） ｌ ‘ ｅ ａ ｋ ，
方 式 。 同步 通 信 是 一 种 连 续 串行 传 送 数 据 的通 信 方 式， 一 次 通 信 只传 输 一 帧 信 息 。 同 步 通 信 时 数 据 传 输 速率高 ， 需 要 发 送 和 接 收 双 方 的 时 钟 严 格 同步 。 因 为 同步 通 信 方 式 对 发 送 和 接 收 双 方 的 硬 件 要 求 高 ． 所 以
（ ９ ） ＶＣ Ｃ（ １ ６ ） 引脚 ： 正电源。
采用 同步通信方式 。 ８ 个选手 （ 选手编号为 ０ — ７ ） 的抢答
信 号 通 过 ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单 片 机 的 串 口输 入 ，将 抢 答 成 功 选 手 的编 号通 过并 行 Ｉ ／ ０端 口控 制 数码 管 输 出显 示 。 在设 计 中 ， 使 用 ８个 独 立 按 键 （ Ｓ ０ ～ Ｓ ７ ） 的 状 态 表
（ ４ ） ／ Ｑ Ｈ （ ７ ） 引脚 ： 串行数据输 出端 ， 状态与 Ｑ Ｈ相反 。
（ ５ ） Ｇ ＮＤ（ ８ ） 引脚 ： 地（ ０ Ｖ） 。
（ ６ ） Ｑ Ｈ（ ９ ） 引脚 ： 串行 数 据 输 出端 。 （ ７ ） Ｓ Ｅ Ｒ（ １ ０ ） 引脚 ： 串行 输 人 口 （ 用 于 级 联 多 片
２硬 件 设 计
路 抢答 器 硬件 电路 如 图 ２所 示 。 单片机 的 Ｐ １ ． ０引 脚连接 ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５的 １ 引脚 ， Ｐ １ ． ０产 生 移 位 脉 冲 ：单 片 机的 Ｐ ３ ． ０（ Ｒ Ｘ Ｄ）引 脚 是 串 行 数 据 的 输 入 端 ，连 接 ７ ４ １ ｓ １ ６ ５的 串 行 数 据 输 出端 Ｑ Ｈ （ ９引 脚 ） ；单 片 机 的
７ ４ １ ｓ １ ６ ５ ） 。
单片机 串口的同步通信方式通常用于 Ｉ ／ ０口的扩展 。
如 需设 计 一 个 ８ 路抢答器 ， ＭＣ Ｓ 一 ５ １ 单 片机 的 串 口
（ ８ ） Ｃ Ｌ Ｋ Ｉ Ｎ Ｈ（ １ ５ ） 引脚 ： 时钟禁 止端 。 当 Ｃ Ｌ Ｋ Ｉ Ｎ Ｈ 为低 电平 时 ， 允许时钟输入 。
入端 Ｃ Ｌ Ｋ（ ２引 脚 ） ； 单 片机 的 Ｐ ０口连 接 共 阳数 码 管 ； ７ ４ １ ｓ １ ６ ５的 Ｃ Ｌ Ｋ Ｉ Ｎ Ｈ（ １ ５ ） 直接 连 接低 电平 ： ７ ４ １ ｓ １ ６ ５的
并 行 输 入 端 Ａ— Ｈ 连 接 ８个 独 立 按 键 。
ｌ ７ ４ Ｌ Ｓ １ ６ ５简 介
串行通信 硬件 成本低 ， 使用传 输线少 ， 适 合于长 距离
的 数 据 传输 。 根 据 串 行 数 据 传 输 时 发 送 和 接 收 双 方 的 时 钟 控
（ ３ ） Ａ — Ｈ（ １ １ － １ ４ ， ３ － ６ ） 引脚 ： 并行数据输入端。
制方式 ， 可将 串行通信分 为异步通信 和同步通信两种
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MCS-51单片机的串行通讯
MCS-51的串行通讯
(2)串行通讯的制式 单工,半双工,全双工 (3)串行通讯中的调制解调器 (4)实现并串变换的UART (通用异步接收/发送器)
(三)MCS-51的串行通讯
2.MCS-51的串行接口 (1)串行口的结构 发送与接收电路 发送:SBUF(发送),零检测器,发送控制 器 接收:SBUF(接收),接收移位寄存器, 接收控制器
串行口控制器 SCON PCON (2)串行口的工作方式 (3)串行口的通讯波特率
�
串行口接收过程: 采样脉冲(接收时钟的16倍)检测 RXD1到0跳变,连续8次,确认为起 始位; 从下一数据位开始改为对7,8,9三个脉冲采 样RXD,遵循三中取二的原则,决定数据位是0 还是1. 接收到一帧,自动去掉起始为使RI=1,申请 中断, MOV A,SBUF接收
MCS-51的串行通讯
MCS-51的串行通讯
发送时钟,接收时钟与波特率 时钟信号的来源 fosc主频分频 内部定时器T1或T2的溢出率经16分频 T1 T2 16 发送过程: MOV SBUF,A TCX作用下添加起始位,停止位 和其他控制位 在SHIFT脉冲作用下从TXD串行 发送
MCS-51的串行通讯
(三)MCS-51的串行通讯
1.串行通讯基础 (1)串行通讯的分 同步通讯: 按照软件识别同步字符来实现数据的发 送和接收的. 异步通讯: 是一种利用字符的再同步技术的通讯方 式.
MCS-51的串行通讯
异步通讯 发送端和接收端 两个时钟源彼此独立,互不同步. 字符帧: 起始位,数据位,奇偶校验位,停止位. 波特率 每秒钟传送二进制数码的位数(bit/s).
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。
MCS-51单片机串行口的应用
方式1的例子
某单片机系统使用中断方式与远端进行串行通信。8位数据，无校验。波特率为4800， 以T1作为波特率发生器，振荡器频率为11.0592MHz
发送由本机启动，需要发送的字符串预先存储于内部RAM从40H开始的单元中，最多16 个8位数据，以EOF字符(-1)结束，字符个数(包括EOF)预先存储于内部RAM单元30H中
波特率的计算
使用定时器/计数器T1作为波特率发生器
方式0时，溢出率为fosc/12/(213-TC) 方式1时，溢出率为fosc/12/(216-TC) 方式2时，溢出率为fosc/12/(28-TC) 方式2最方便
波特率的计算
假设使用T1作为串行口的波特率发生器 T1工作在方式2 SMOD位为1 波特率要求为1200bps 振荡器频率为12MHz 需要对T1如何初始化？这时产生的波特率与所要求的有多大误
方式0的应用——输出
方式0的应用——输入
1.3 方式1的应用
通常用于标准的串行通信 数据有8位，可以传输8位编码的字符，或者传输7位编码字符，
最高位作校验位用
方式1的例子
使用MCS-51的串行口进行8位数据、无校验的异步传输。波特 率为4800，振荡器频率为11.0592MHz。定时器/计数器T2另有 他用，以T1作为波特率发生器。发送使用查询方式，而接收过 程用中断处理
单片机原理与应用
单片机原理与应用
MCS-51单片机串行口的应用
波特率发生器原理
1.1 波特率的计算
方式0的波特率是固定的，为fosc/12 方式2的波特率是fosc/32或fosc/64，取决于PCON中SMOD位的
值
若SMOD=0，波特率为fosc/64 若SMOD=1，波特率为fosc/32
51单片机串口设置及应用
51单片机串口设置及应用单片机的串口设置及应用是指通过单片机的串口功能来进行通信的一种方式。
串口通信是一种全双工通信方式，可以实现双向数据传输。
单片机通过串口可以与其他设备进行通信，如计算机、传感器、LCD显示屏等。
1. 串口设置：单片机的串口通信一般需要进行以下设置：（1）串口模式选择：要根据实际情况选择串口工作模式，一般有异步串口和同步串口两种。
（2）波特率设置：串口通信需要设置一个波特率，即数据传输速率。
常见的波特率有9600、19200、115200等，需要与通信的设备保持一致。
（3）数据位设置：设置传输的数据位数，常见的有8位、9位等。
（4）停止位设置：设置停止位的个数，常见的有1位、2位等。
（5）校验位设置：可以选择是否启用校验位，校验位主要用于检测数据传输的正确性。
2. 串口应用：串口通信在很多领域都得到广泛应用，下面列举几个常见的应用场景：（1）串口与计算机通信：通过串口可以实现单片机与计算机的通信，可以进行数据的读写、控制等操作。
例如，可以通过串口将传感器采集到的数据发送给计算机，由计算机进行进一步处理分析。
（2）串口与传感器通信：串口可以与各种传感器进行通信，可以读取传感器采集到的数据，并进行处理和控制。
例如，可以通过串口连接温度传感器，读取实时的温度数据，然后进行温度控制。
（3）串口与LCD显示屏通信：通过串口可以实现单片机与LCD显示屏的通信，可以将需要显示的数据发送给LCD显示屏进行显示。
例如，可以通过串口将单片机采集到的数据以数字或字符的形式显示在LCD上。
（4）串口与外部存储器通信：通过串口可以与外部存储器进行通信，可以读写存储器中的数据。
例如，可以通过串口读取SD卡中存储的图像数据，然后进行图像处理或显示。
（5）串口与其他设备通信：通过串口可以和各种其他设备进行通信，实现数据的传输和控制。
例如，可以通过串口与打印机通信，将需要打印的数据发送给打印机进行打印。
总结：单片机的串口设置及应用是一种实现通信的重要方式。
单片机原理与应用：MCS—51单片机的串行接口
一、方式0
串行口工作方式0为同步移位寄存器输入输出方式，其数据传输波特 率固定为foc/12。串行数据由RXD(P3．0)端输入／输出，同步移位脉冲由 TXD(P3．1)端输出。数据的发送／接收以8位为一帧，低位在前，无起始 位、奇偶位及停止位。
执行一条写SBUF指令就开始发送；接收完成后8位数据进入SBUF。
单片机复位时，SCON中的所有位均为0。
注意：不管是否采用中断控制，数据发送前必须用软件将TI清 零；接收数据后将RI清零；
三、电源控制寄存器PCON
PCON的直接地址为87H，不能位寻址。 PCON中只有最高位SMOD与串行口工作有关，其余几位用于电源的 控制。PCON的格式如下：
D7
D6
D5
D4
当一帧数据接收完毕，以下两个条件同时满足：
（1）RI＝0，即上一帧数据接收完成时，RI＝1的中断请求已被响应， SBUF中的数据已被取走；
（2） SM2＝0或接收到停止位为1（方式1时停止位进入RB8）。
则这次接收才有效，将8位数据装入接收缓冲器SBUF，停止位装入RB8， 并将RI置1，申请中断。否则数据将丢失。
SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
1）SM0、SMl：串行口工作方式选择位，可选择四种工作方式
SM0 SM1
00 01 10 11
工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3
功能
同步移位寄存器 10位异步收发 11位异步收发 11位异步收发
帧格式如图：
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 1
方式2和方式3的工作原理类同，唯一的区别仅在于： 方式2的波特率为fosc／32 或 fosc／64，而方式3的波特率 是可变的，取决于定时器Tl的溢出率。
串行口工作方式0为同步移位寄存器输入输出方式，其数据传输波特 率固定为foc/12。串行数据由RXD(P3．0)端输入／输出，同步移位脉冲由 TXD(P3．1)端输出。数据的发送／接收以8位为一帧，低位在前，无起始 位、奇偶位及停止位。
执行一条写SBUF指令就开始发送；接收完成后8位数据进入SBUF。
单片机复位时，SCON中的所有位均为0。
注意：不管是否采用中断控制，数据发送前必须用软件将TI清 零；接收数据后将RI清零；
三、电源控制寄存器PCON
PCON的直接地址为87H，不能位寻址。 PCON中只有最高位SMOD与串行口工作有关，其余几位用于电源的 控制。PCON的格式如下：
D7
D6
D5
D4
当一帧数据接收完毕，以下两个条件同时满足：
（1）RI＝0，即上一帧数据接收完成时，RI＝1的中断请求已被响应， SBUF中的数据已被取走；
（2） SM2＝0或接收到停止位为1（方式1时停止位进入RB8）。
则这次接收才有效，将8位数据装入接收缓冲器SBUF，停止位装入RB8， 并将RI置1，申请中断。否则数据将丢失。
SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
1）SM0、SMl：串行口工作方式选择位，可选择四种工作方式
SM0 SM1
00 01 10 11
工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3
功能
同步移位寄存器 10位异步收发 11位异步收发 11位异步收发
帧格式如图：
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 1
方式2和方式3的工作原理类同，唯一的区别仅在于： 方式2的波特率为fosc／32 或 fosc／64，而方式3的波特率 是可变的，取决于定时器Tl的溢出率。
第7章 MCS-51串行通信及其应用
必须注意，在方式1接收中设置有数据辨识功能：只有同时满足以 下两个条件时，接收到的数据才有效，才会将数据装入SBUF，并置RI 为“1”，向CPU请求中断；否则，所接收的数据帧无效。当SM2=1时， 接收到的停止位“1”装入RB8中。
① RI=0。 ② SM2=0或SM2=1且接收到停止位为“1”。
MCS-51单片机串口有一个核心部件——通用的异步接收/发送器，简 称UART（Universal Asynohronous Receiver/Transmitter），就是完成 并→串或串→并变换的硬件电路，其结构如图7-6所示。
图7-6 硬件UART结构图
接收数据时，串行数据由RXD端（Receive Data）经接收门进入移 位寄存器，再经移位寄存器输出到接收缓冲器SBUF，最后通过数据总 线送到CPU，是一个双缓冲结构，以避免接收过程中出现帧重叠错误； 发送信息时，由于（CPU主动）不会发生帧重叠错误，故CPU将数据送 给发送缓冲器SBUF后，直接由控制器控制SBUF移位，经发送门输出至 TXD，为单缓冲结构。发送缓冲器与接收缓冲器在物理上是相互独立 的，但在逻辑上只有一个，共用地址单元99H。对发送缓冲器只存在 写操作，对接收缓冲器只能读操作。
第7章 MCS-51串行通信及其应用
7.1 概述 7.2 MCS-51的串行通信接口 7.3 串行通信应用举例
7.1 概述
计算机与外界的信息交换称为通信，通常有并行和串行两种 通信方法。并行通信，数据字节的各位同时发送，通过并行接口 实现。MCS-51的P0口、P1口、P2口、P3口就是并行接口。例如， P1口作为输出口时，CPU将一个数据写入P1口以后，数据在P1口 上并行地同时输出到外部设备；P1口作为输入口时，对P1口执行 一次读操作，在P1口引脚上输入的8位数据同时被读到CPU。
① RI=0。 ② SM2=0或SM2=1且接收到停止位为“1”。
MCS-51单片机串口有一个核心部件——通用的异步接收/发送器，简 称UART（Universal Asynohronous Receiver/Transmitter），就是完成 并→串或串→并变换的硬件电路，其结构如图7-6所示。
图7-6 硬件UART结构图
接收数据时，串行数据由RXD端（Receive Data）经接收门进入移 位寄存器，再经移位寄存器输出到接收缓冲器SBUF，最后通过数据总 线送到CPU，是一个双缓冲结构，以避免接收过程中出现帧重叠错误； 发送信息时，由于（CPU主动）不会发生帧重叠错误，故CPU将数据送 给发送缓冲器SBUF后，直接由控制器控制SBUF移位，经发送门输出至 TXD，为单缓冲结构。发送缓冲器与接收缓冲器在物理上是相互独立 的，但在逻辑上只有一个，共用地址单元99H。对发送缓冲器只存在 写操作，对接收缓冲器只能读操作。
第7章 MCS-51串行通信及其应用
7.1 概述 7.2 MCS-51的串行通信接口 7.3 串行通信应用举例
7.1 概述
计算机与外界的信息交换称为通信，通常有并行和串行两种 通信方法。并行通信，数据字节的各位同时发送，通过并行接口 实现。MCS-51的P0口、P1口、P2口、P3口就是并行接口。例如， P1口作为输出口时，CPU将一个数据写入P1口以后，数据在P1口 上并行地同时输出到外部设备；P1口作为输入口时，对P1口执行 一次读操作，在P1口引脚上输入的8位数据同时被读到CPU。
[工学]MCS-51单片机串行接口及其应用
TXD
3 4 5 6 10 11 12 13
D7
D0
图5-12 方式0扩展I/O口硬件逻辑图
一个数据写入SBUF，串口将数据从RXD输出（波特率 fosc/12），TXD输出同步移位信号，发送完TI置1
⑵方式0 接收
数据输入
RXD
8051 移位脉冲
TXD
74LS165
11 12 13 14 3 4 5 6
⑵方式1接收
允许接收位REN被置“1”后，接收器就开始工作，跳 变检测器以波特率16倍的速率采样RXD端的电平，RXD引 脚上发生由“1”到“0”的跳变，接收器开始接收。
3、方式2
9位异步通信接口方式。传送一帧数据信息为11位
波特率=2SMOD/64×fosc
⑴方式2发送
数据由TXD端输出，附加的第9位数据由SCON中的 TB8提供。 CPU 执行一条写SBUF指令，就启动了串口发 送，发送完TI置1
包括物理上独立的发送缓冲器、接收缓冲器 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 二者共用一个地址99H
2、串行口控制寄存器
字节地址为98H，可位寻址，位地址为98H～9FH
D7
D0
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 RENH) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
置“0”时，禁止接收
TB8：发送的第9位数据
方式2和3时，TB8是要发送的第9位数据，可作为奇偶 校验位使用，也可作为地址帧或数据帧的标志。
=1为地址帧, =0为数据帧
RB8： 在方式2和方式3中要接收的第9位数据，在方式1时，
如SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0中， 不使用RB8
3 4 5 6 10 11 12 13
D7
D0
图5-12 方式0扩展I/O口硬件逻辑图
一个数据写入SBUF，串口将数据从RXD输出（波特率 fosc/12），TXD输出同步移位信号，发送完TI置1
⑵方式0 接收
数据输入
RXD
8051 移位脉冲
TXD
74LS165
11 12 13 14 3 4 5 6
⑵方式1接收
允许接收位REN被置“1”后，接收器就开始工作，跳 变检测器以波特率16倍的速率采样RXD端的电平，RXD引 脚上发生由“1”到“0”的跳变，接收器开始接收。
3、方式2
9位异步通信接口方式。传送一帧数据信息为11位
波特率=2SMOD/64×fosc
⑴方式2发送
数据由TXD端输出，附加的第9位数据由SCON中的 TB8提供。 CPU 执行一条写SBUF指令，就启动了串口发 送，发送完TI置1
包括物理上独立的发送缓冲器、接收缓冲器 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 二者共用一个地址99H
2、串行口控制寄存器
字节地址为98H，可位寻址，位地址为98H～9FH
D7
D0
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 RENH) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
置“0”时，禁止接收
TB8：发送的第9位数据
方式2和3时，TB8是要发送的第9位数据，可作为奇偶 校验位使用，也可作为地址帧或数据帧的标志。
=1为地址帧, =0为数据帧
RB8： 在方式2和方式3中要接收的第9位数据，在方式1时，
如SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0中， 不使用RB8
MCS—51单片机多串口通讯技术应用分析
MCS—51单片机多串口通讯技术应用分析【摘要】随着单片机由于其较小的体积和很高的性价比，而在各种电子产品中受到广泛的应用和发展，单片机的研发人员也在不断的进行技术上的革新。
到目前为止，有两种类型的单片机已经被投入了广泛的应用，其中一类是专用单片机也就是专用在移动通信等专用设备里的单片机。
而另一类就是通用单片机。
MCS-51单片机就是一种通用单片机，通用单片机一般情况下可以满足多数系统的需求。
现在大多数通用单片机通常只有一个串行通讯口，但是在某些情况下，两个或者两个以上的串行口也是必要的，而多串口通讯主要应用于线路中继、协议转换以及集散测控单元等场合。
【关键词】专用单片机；通用单片机；MCS-51单片机；串行通讯口1.关于MCS-51单片机的介绍单片机，它是现在应用最广泛的集成电路芯片的一种，通常利用超大规模集成电路技术把中央处理器（也就是人们常说的CPU）、随机存储器、只读存储器以及多种I/O口和中断系统等部分集成于一体，而成为一个微型的计算机芯片。
在HMOS技术迅猛发展的前提下，Intel公司基于早年研发的单片机MCS-48系列的基础上，又于1980年相继推出了8位MCS-51系列单片机。
MCS-51系列单片机相较于之前开发的一系列单片机来说，功能以及速度方面都有了前所未有的突破，成为工业控制系统中一种相当理想的机型，至今为止都作为单片机的理想机型应用于各个领域。
MCS-51单片机的基本机型包括8051、8751、8031和8951这四种型号，而由于8031的性价比较高，并且易于研发，所以利用率也相对较高。
MCS-51单片机的特点包括以下几个方面：（1）MCS-51单片机是一个有较强处理能力具有8位cpu，并且同时具备范围在1.2MHz～12MHz的振荡器，通常采用的是单一+5V电源。
（2）MCS-51单片机的片内采用的是单总线结构，带有128B的寻址空间为64KB的数据存储器以及4KB的寻址空间为64KB的程序存储器。
MCS-51单片机的内部资源及应用-串行通信
TC =2K （2SMOD ×fosc / 12 / 波特率 / 32 ）
TC =2K （2SMOD ×fosc / 12 / 波特率 / 32 ） Fosc 12000000 12000000 12000000 2^SMOD 1 1 2 BAUD 1200 2400 2400 TC 229.9583 242.9792 229.9583 TC 230 E6 243 F3 230 E6
120字符/秒× 10位/字符=1200位/秒= 1200bps
2 MCS-51串行口
MCS51的串行口 全双工的异步串行通信口（P3.0、P3.1） 一个UART（通用异步接收/发送器） 同步移位寄存器 帧格式可有10位和11位 可设置各种波特率
MCS-51串行口
1．串行口寄存器结构
同名的接收/发送 缓冲寄存器 SBUF MCS-51串行口的结构如下图所示： 输入和输出移位 寄存器和控制器
0
0
0FAH
0FDH
19200
11.0592
1
0FDH
3.4.5
串行口的应用
(1)设置TMOD
串口应用初始化步骤：
定时器T1溢出率
(2)设置T1初值
(3)启动定时器1 (4)设置PCON (5)设置SCON
SM0 SM1 SM2 REN TB8
波特率倍增率 串口工作模式
RB8 TI RI
MOV TMOD, #20H MOV TH1, #0F4H MOV TL1, #0F4H SETB TR1 MOV PCON, #00H MOV SCON, #50H
电源管理寄存器PCON（87H）
SMOD GF1 GF0 PD 1DL
串行口的工作方式:
MCS_51单片机串行口及其应用(基于Proteus仿真)
（5）RB8：是在方式2或方式3中，接收到数据的第九位，由硬件将接收到的第9位数据存入RB8，作为奇偶校验位或地址帧/数据帧的标志位。在方式1时，若SM2=0，则RB8接收到的是停止位，方式0不使用该位。
（6）TI（Transmit Interrupt发送中断）：发送中断标志位。发送数据前必须用软件清零，发送过程中TI保持低电平0，发送完一帧数据后，由硬件自动置1。如果再发送，必须由软件再次清零。（在方式0时，当串行发送第8位数据结束时，或在其它方式，串行发送停止位的开始时，由内部硬件使TI置1，向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。）
9、MCS-51串行口结构:
如下图所示，它主要由数据缓冲寄存器SBUF（serial buffer）、移位寄存器、控制寄存器TCON和波特率发生器等组成。其中，接收与发送缓冲寄存器SBUF占用同一个地址99H,虽然二者地址相同，但由于发送数据采用的是写指令，接收数据采用的是读指令，因此不会产生混淆。
T1工作在方式2时的溢出周期(溢出周期其实就是T1的定时时间)为:
T1溢出周期=（256–T1初值）×（1/fosc）×12
则T1溢出率= =
方式0的波特率= fosc/12
方式2的波特率=（2SMOD/64）×fosc
方式1的波特率=（2SMOD/32）×（T1溢出率）
方式3的波特率=（2SMOD/32）×（T1溢出率）
10、串行口控制寄存器SCON
MCS-51单片机串行通信方式的选择、接收和发送控制以及串行口的标志都由SCON特殊功能寄存器控制和指示。SCON可位寻址，其格式如下：
SCON各位的含义：
（1） SM0、SM1:串行口工作方式选择位，可选择四种工作方式，如下图所示.
（6）TI（Transmit Interrupt发送中断）：发送中断标志位。发送数据前必须用软件清零，发送过程中TI保持低电平0，发送完一帧数据后，由硬件自动置1。如果再发送，必须由软件再次清零。（在方式0时，当串行发送第8位数据结束时，或在其它方式，串行发送停止位的开始时，由内部硬件使TI置1，向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。）
9、MCS-51串行口结构:
如下图所示，它主要由数据缓冲寄存器SBUF（serial buffer）、移位寄存器、控制寄存器TCON和波特率发生器等组成。其中，接收与发送缓冲寄存器SBUF占用同一个地址99H,虽然二者地址相同，但由于发送数据采用的是写指令，接收数据采用的是读指令，因此不会产生混淆。
T1工作在方式2时的溢出周期(溢出周期其实就是T1的定时时间)为:
T1溢出周期=（256–T1初值）×（1/fosc）×12
则T1溢出率= =
方式0的波特率= fosc/12
方式2的波特率=（2SMOD/64）×fosc
方式1的波特率=（2SMOD/32）×（T1溢出率）
方式3的波特率=（2SMOD/32）×（T1溢出率）
10、串行口控制寄存器SCON
MCS-51单片机串行通信方式的选择、接收和发送控制以及串行口的标志都由SCON特殊功能寄存器控制和指示。SCON可位寻址，其格式如下：
SCON各位的含义：
（1） SM0、SM1:串行口工作方式选择位，可选择四种工作方式，如下图所示.