第7章AT89C51单片机串行口
第7章AT89C51单片机的串行口
RETI
；中断返回
2．方式2接收
SM0、SM1=10，且REN=1。数据由RXD端输入，接收11位信息。当 位检测到RXD从1到0的负跳变，并判断起始位有效后，开始收 一帧信息。在接收器完第9位数据后，需满足两个条件，才能 将接收到的数据送入SBUF。
（1）RI=0，意味着接收缓冲器为空。 （2）SM2=0或接收到的第9位数据位RB8=1时。 当上述两个条件满足时，接收到的数据送入SBUF（接收缓冲
正脉冲，串行口即把SBUF中的8位数据以fosc/12的固定波特 率从RXD引脚串行输出，低位在先,TXD引脚输出同步移位脉冲， 发送完8位数据置“1”中断标志位TI。时序如图7-5所示。 2．方式0接收 REN=1，接收数据，REN=0，禁止接收。
图7-5
REN=1，允许接收。向串口的SCON写入控制字（置为方式0，并 置“1”REN位，同时RI=0）时，产生一个正脉冲，串行口即 开始接收数据。RXD为数据输入端，TXD为移位脉冲信号输出 端，
图7-3 （1）SMOD—波特率选择位
例如：方式1的波特率的计算公式为：
方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率
也称SMOD位为波特率倍增位。
（2）GF1、GF0—通用标志位 这两个标志位可供用户使用，可用软件置1或清0。两个标志位
用户应充分利用。 （3）PD—掉电方式位 若PD=1，单片机进入掉电工作方式。
图7-9 时采样）进行表决以确认是否是真正的起始位（负跳变）的开始。 当一帧数据接收完，须同时满足两个条件，接收才真正有效。 ⑴ RI=0，即上一帧数据接收完成时，RI=1发出的中断请求已被
响应，SBUF中的数据已被取走，说明“接收SBUF”已空。 ⑵ SM2=0或收到的停止位=1（方式1时，停止位已进入RB8），
(完整)AT89C51单片机的概述
AT89C51单片机的概述（1）AT89C51单片机的结构AT89C51单片机是美国Atmel公司生产低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM)和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大［3]。
AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
上图为AT89C51单片机的基本组成功能方块图.由图可见,在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分,其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。
下面介绍几个主要部分。
外时钟源外部事件计数外中断控制并行口串行通信AT89C51 功能方块图（2）AT89C51的管脚说明ATMEL公司的AT89C51是一种高效微控制器.采用40引脚双列直插封装形式。
AT89C51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。
VCC：供电电压.GND：接地.P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入.P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时,P0输出原码，此时P0外部必须被拉高.P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高，可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流,这是由于内部上拉的缘故.在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流,当P2口被写1时,其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
AT89C51单片机说明
PSEN 此为"Program Store Enable"的缩写。访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。在访
(60KB)
0FFFFH
1000H
外部 程序 存储器
0FFFH
EA＝0 (4KB)
0000H
0FFFFH
外 部 数 据 存 储 器
（64KB）
0000H
图 2-2 只读程序存储器
图 2-3 外部数据存储器
直接地址
2FH 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 2EH 77 76 75 74 73 72 71 70 2DH 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68 2CH 67 66 65 64 63 62 61 60 2BH 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58 2AH 57 56 55 54 53 52 51 50 29H 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 28H 47 46 45 44 43 42 41 40 位寻址区 27H 3F 3E 3D 3B 3C 3A 39 38 26H 37 36 35 34 33 32 31 30 25H 2F 2E 2D 2B 2C 2A 29 28 24H 27 26 25 24 23 22 21 20 23H 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 22H 17 16 15 14 13 12 11 10 21H 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 20H 07 06 05 04 03 02 01 00 1FH
AT89C51系列单片机介绍
3.1 AT89C51系列单片机介绍3.1.1 AT89C51系列基本组成及特性AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
而在众多的51系列单片机中，要算 ATMEL 公司的AT89C51更实用，也是一种高效微控制器，因为它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器，用户可以用电的方式达到瞬间擦除、改写。
而这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。
AT89C51基本功能描述如下：AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，而且在其片种还有4k字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。
它与MCS-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替MCS-51系列单片机，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。
AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积, 增加系统的可靠性，降低了系统成本。
只要程序长度小于4k, 四个I/O口全部提供给用户。
可用5V电压编程，而且写入时间仅10毫秒, 仅为8751/87C51 的擦除时间的百分之一，与8751/87C51的12V电压擦写相比, 不易损坏器件, 没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。
AT89C51 芯片提供三级程序存储器锁定加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段, 能完全保证程序或系统不被仿制。
另外,AT89C51 还具有MCS-51系列单片机的所有优点。
128×8 位内部RAM, 32 位双向输入输出线, 两个十六位定时器/计时器, 5个中断源, 两级中断优先级, 一个全双工异步串行口及时钟发生器等。
AT89C51有间歇、掉电两种工作模式。
间歇模式是由软件来设置的, 当外围器件仍然处于工作状态时, CPU可根据工作情况适时地进入睡眠状态, 内部RAM和所有特殊的寄存器值将保持不变。
AT89C51引脚图及功能
AT89C51引脚图及功能电子元件知识2010-03-04 23:12:41 阅读1759 评论1 字号：大中小订阅89C51外部引脚图：（可以直接拷入ASM程序文件中，作注释使用，十分方便）; ┏━┓┏━┓; P1.0 ┫1 ┗┛40┣Vcc; P1.1 ┫2 39┣P0.0; P1.2 ┫3 38┣P0.1; P1.3 ┫4 37┣P0.2; P1.4 ┫5 36┣P0.3; P1.5 ┫6 35┣P0.4; P1.6 ┫7 34┣P0.5; P1.7 ┫8 33┣P0.6; RST/Vpd ┫9 32┣P0.7; RXD P3.0 ┫10 31┣-EA/Vpp（内1/外0 程序地址选择）; TXD P3.1 ┫11 30┣ALE/-P （地址锁存输出）; -INT0 P3.2 ┫12 29┣-PSEN （外部程序读选通输出）; -INT1 P3.3 ┫13 28┣P2.7; T0 P3.4 ┫14 27┣P2.6; T1 P3.5 ┫15 26┣P2.5; -WR P3.6 ┫16 25┣P2.4; -RD P3.7 ┫17 24┣P2.3; X2 ┫18 23┣P2.2; X1 ┫19 22┣P2.1; GND ┫20 21┣P2.0; ┗━━━━┛引脚说明：①电源引脚Vcc（40脚）：典型值＋5V。
Vss（20脚）：接低电平。
②外部晶振X1、X2分别与晶体两端相连接。
当采用外部时钟信号时，X2接振荡信号，X1接地。
③输入输出口引脚：P0口：I/O双向口。
作输入口时，应先软件置“ 1”。
P1口：I/O双向口。
作输入口时，应先软件置“ 1”。
P2口：I/O双向口。
作输入口时，应先软件置“ 1”。
P3口：I/O双向口。
作输入口时，应先软件置“ 1”。
④控制引脚：RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线。
RST/Vpd（9脚）：复位信号输入端（高电平有效）。
单片机AT89C51应用及结构功能
AT89C51单片机功能及应用和来源参考主要性能参数：与MCS-51产品指令系统完全兼容4K字节可重檫写Flash闪速存储器1000次檫写周期全静态操作：0HZ-24MHZ三级加密程序存储器128*8字节内部RAM32个可编程I/O口线2个16位定时/记数器6个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式功能特性概述：AT89C51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/记数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。
同时，AT89C51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/记数器，串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作直到下一个硬件复位。
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
AT89C51方框图引脚功能说明·Vcc：电源电压·GND：地·P0 口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I／O 口，也即地址／数据总线复用口。
作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在FIash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
AT89C51串口烧写程序说明
一A T89C51ED2程序烧写软件使用说明：1、安装JRE_Flip_Installer_3_3_4.exe文件（下载链接：/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3886）；下载下图中所示文件（点击前面光盘符号即可下载）：2、将下载线的串口插入电脑串口，USB口连接至电脑的USB口，另一插头插入键盘CN1，另外两个接线RST和PSEN对应接入单元片机的4号脚和26号脚；3、打开Flip 3.3.4.exe文件，配置参数，点Device—Select,选AT89C51ED2；4、点Settings—Preferences,按下图设置：5、点面板上第二排USB形图标，再选择RS232，选择正确的COM口，若只有一个则为COM1，波特率(Raudrate)不用修改，均可，点Connect,正常情况下此时此对话框消失，主界面点亮，若显示time out,则连接失败，请检查连线，或者更换电脑再试。
6、将主界面右侧Hardware Byte一行X2前方框选中；中间FLASH BufferInformation保证选择的是flash区，而不是EEPROM。
7、点击主界面第二排倒数第三个图标，载入hex文件，或者点File—Load HexFiles,也可载入hex文件。
8、左侧Operations Flow 下面四项前方框均选中，点Run,擦除和烧写、较验需要一定的时间，完成后四项内容前指示灯为绿色，且在下方显示Verify Pass。
9、完成后点面板上第二排USB形图标，再选择RS232，再弹出的对话框中点disconnect，断开连接。
二单片机通信若是RS232串口，则按以上说明即可。
若通信为RS485,则要通过一个RS232转RS485转换头，同时硬件做相应更改，具体过程如下：1 把RS232线的4，7两根线剪断，靠近转换头端口的4，7线应接一个5V电源单独供电2 从电脑引过来的4，7线分别接单片机的RST和PSEN引脚。
AT89C51单片机的基本结构和工作原理
A T89C51单片机的主要工作特性：·内含4KB的FLASH存储器，擦写次数1000次；·内含28字节的RAM；·具有32根可编程I/O线；·具有2个16位可编程定时器；·具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断结构；·具有1个全双工的可编程串行通信接口；·具有一个数据指针DPTR;·两种低功耗工作模式，即空闲模式和掉电模式；·具有可编程的3级程序锁定定位；AT89C51的工作电源电压为5（1±0.2）V且典型值为5V,最高工作频率为24MHz.AT89C51各部分的组成及功能：1.单片机的中央处理器（CPU）是单片机的核心，完成运算和操作控制，主要包括运算器和（1）运算器运算器主要用来实现算术、逻辑运算和位操作。
其中包括算术和逻辑运算单元ALU、累加器ACC、B寄存器、程序状态字PSW和两个暂存器等。
ALU是运算电路的核心，实质上是一个全加器，完成基本的算术和逻辑运算。
算术运算包括加、减、乘、除、增量、减量、BCD码运算；逻辑运算包括“与”、“或”、“异或”、左移位、右移位和半字节交换，以及位操作中的位置位、位复位等。
暂存器1和暂存器2是ALU的两个输入，用于暂存参与运算的数据。
ALU的输出也是两个：一个是累加器，数据经运算后，其结果又通过内部总线返回到累加器；另一个是程序状态字PSW，用于存储运算和操作结果的状态。
累加器是CPU使用最频繁的一个寄存器。
ACC既是ALU处理数据的来源，又是ALU运算结果的存放单元。
单片机与片外RAM或I/O扩展口进行数据交换必须通过ACC来进行。
B寄存器在乘法和除法指令中作为ALU的输入之一，另一个输入来自ACC。
运算结果存于AB寄存器中。
（2）控制器控制器是识别指令并根据指令性质协调计算机内各组成单元进行工作的部件，主要包括程序计数器PC、PC增量器、指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路等，其功能是控制指令的读入、译码和执行，并对指令执行过程进行定时和逻辑控制。
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REN=1 允许串行口接收数据。
REN=0 禁止串行口接收数据。
（4）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：地址帧
0：数据帧
（5）RB8——接收到的第9位数据 方 式 2 和 3 时 ， RB8 存 放 接 收 到 的 第 9 位 数 据 。 在 方 式 1 ， 如 果
第7章 AT89C51单片机的串行口
的异步通讯串行口 4种工作方式 ,波特率由片内定时器/计数器控制。
每发送或接收一帧数据，均可发出中断请求。 除用于串行通讯，还可用来扩展并行I/O口。
7.1 串行口的结构 串行口内部结构如图7-1，两个物理上独立地接收和
发送缓冲器，可同时收、发数据()。 两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址：SBUF(99H）
当串行口以方式2或方式3接收时， 如果SM2=1，只有当接收到的第9位数据（RB8）为“1”时，才将
接收到的前8位数据送入SBUF，并置“1” RI，产生中断请求； 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。 如果SM2=0，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都将前8位数 据送入SBUF中，并置“1” RI，产生中断请求。 方式1时，如果SM2=1，则只有收到停止位时才会激活RI。 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”。
帧格式如下：
1．方式0发送 当CPU执行一条将数据写入发送缓冲器SBUF的指令时，产生一个
正脉冲，串行口即把SBUF中的8位数据以fosc/12的固定波特 率从RXD引脚串行输出，低位在先,TXD引脚输出同步移位脉冲， 发送完8位数据置“1”中断标志位TI。时序如图7-5所示。 2．方式0接收 REN=1，接收数据，REN=0，禁止接收。
位（1），先发送或接收最低位。帧格式如图7-7：
图7-7 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AT89C51单片机串行口
1．方式1发送 方式1输出，数据由TXD输出， 一帧信息为10位，1位起始位0，8位数据位（先低位）和1位停
图7-6 方式0下，SCON中的TB8、RB8位没有用到，发送或接收完8位数据
由硬件置“1”TI或RI，CPU响应中断。TI或RI须由用户软件清 “0”，可用如下指令：
CLR TI
；TI位清“0”
CLR RI
；RI位清“0”
方式0时，SM2位必须为0。第7章AT89C51单片机串行口
7.2.2 方式1 SM0、SM1=01 方式1一帧数据为10位，1个起始位（0），8个数据位，1个停止
第7章AT89C51单片机串行口
（4）IDL—待机方式位 IDL=1，单片机进入待机工作方式。
7.2 串行口的4种工作方式 7.2.1 方式0 同步移位寄存器方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O
口。 8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。
波特率固定为fosc/12。
第7章AT89C51单片机串行口
第7章AT89C51单片机串行口
图7-5
REN=1，允许接收。向串口的SCON写入控制字（置为方式0，并置 “1”REN位，同时RI=0）时，产生一个正脉冲，串行口即开 始接收数据。RXD为数据输入端，TXD为移位脉冲信号输出端，
接收器也以fosc/12的固定波特率采样RXD引脚的数据信息，当收 到8位数据时置“1” 第R7I章。AT表89C示51单一片机帧串数行口据接收完，时序如下：
件清0。 （7）RI——接收中断标志位 方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置1。 其它工作方式，串行接收到停止位时，该位置“1”。RI=1，表
示一帧数据接收完毕，并申请中断 。该位状态也可软件查询。 RI必须由软件清“0”。 7.1.2 特殊功能寄存器PCON 字节地址为87H，没有第7位章A寻T89址C51功单片能机串。行口
第7章AT89C51单片机串行口
图7-8 2．方式1接收
图7-3 （1）SMOD—波特率选择位
例如：方式1的波特率的计算公式为：
方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率
也称SMOD位为波特率倍增位。 （2）GF1、GF0—通用标志位 这两个标志位可供用户使用，可用软件置1或清0。两个标志位
用户应充分利用。 （3）PD—掉电方式位 若PD=1，单片机进入掉电工作方式。
第7章AT89C51单片机串行口
图7-1 控制寄存器共两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。 7.1.1 串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图7-2所示。
第7章AT89C51单片机串行口
图7-2
（1）SM0、SM1——串行口4种工作方式的选择位
表7-1 串行口的4种工作方式
SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。
（6）TI——发送中断标志位
第7章AT89C51单片机串行口
方式0时，串行发送第8位数据结束时由硬件置“1”， 其它工作方式，串行口发送停止位的开始时置TI=1，表示一帧
数据发送结束，可供软件查询，也可申请中断。 CPU响应中断后, 向SBUF写入要发送的下一帧数据。TI必须由软
SM0 SM1 方式
功能说明
0 0 0 同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口）
0 1 1 8位异步收发，波特率可变（由定时器控制）
1 0 2 9位异步收发，波特率为fosc/64或fosc/32
1 1 3 9位异步收发，波特率可变（由定时器控制）
（2）SM2 ——多机通信控制位
用于方式2或方式3中第。7章AT89C51单片机串行口
止位1。 当执行一条数据写发送缓冲器SBUF的指令，变为有效。将起始位向TXD输
出，此后，每经过一个TX时钟周期，便产生一个移位脉冲， 并由TXD输出一个数据位。8位数据位全部发送完毕后，置 “1” TI。方式1发送数据的时序，如图7-8所示。