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MCS-51的串行通信接口 主要内容 7.1 串行通信概述 7.2 串行口结构及控制寄存器 7.3 串行口工作方式 7.4 串行口的应用设计举例 7.1 串行通信概述 何谓通信：计算机之间、计算机与外设之间的数据交换称为通信。 两种通信方式： 并行通信：数据的各位同时传送。有多少位数据就需要同样数量的传输线 。 串行通信：把二进制数据按位依次传送。只需要两根数据线 。 串行通信应用范围：适合于计算机之间、计算机与外部设备之间的远距离通信 并行通信和串行通信基本连接关系 串行通信的两种基本方式： 异步通信：以字符为单位传送。字符则是按帧进行传送的，一帧表示一个字符。每帧的格式一般包括： 起始位：一个下降沿开始，维持低电平1位宽的时间 数据位：可能是0或1，位数事先约定为5、6、7或8位 奇偶校验位：1位，可事先约定要或不要 停止位：可用1、1.5或2位，也是事先约定的。 其中每一位的位宽是一致的 同步通信：按数据块传送（把要传送的字符组成数据块，字符之间无间隔），每个数据块有一定格式。 异步通信与同步通信的比较：前者比后者速度慢，发送与接收时钟同步要求低。 5 . 串行通信的两项约定 在串行通信中，通信双方必须遵守如下两项约定： 字符格式：编码形式（如ASCII码）、奇偶校验（奇或偶）、起始位、停止位（几位）；同步字符、校验字符。 波特率：衡量数据传输速率的单位，用每秒传送数据的位数来表示。通信双方的波特率必须一致，才能可靠交换信息。 例：数据传输的速度为120字符/秒，1字符包含10个数据位。 则波特率为：120×10位/秒＝1200位/秒＝1200波特 每位数据传输的时间＝1/1200＝0.833毫秒（ms） 6、串行通信的数据传输方向分3种： 单工方式、半双工方式、全双工方式 7.2、串行口结构及控制寄存器 一、 串行口的结构 二、 串行口的控制寄存器SCON 一、串行口的结构 MCS-51串行口是一个全双工的异步串行通信接口，可同时发送和接收数据。 但CPU不能同时执行“发送”和“接收”两种指令。因此“全双工”是对串行接口而言的。 MCS-51串行口结构 串行口数据缓冲器SBUF，物理上对应2个寄存器，共用同一个地址99H 发送缓冲器：发送数据时，CPU写入数据到SBUF MOV SBUF，A 接收缓冲器：接收数据时，CPU从SBUF读数据。 MOV A，SBUF 二、串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON 电源控制寄存器PCON 是SFR中的单元，字节地址87H，不能位寻址。PCON中的最高位SMOD（PCON.7）是波特率的选择位。其作用是可把波特率提高一倍。 7.3 串行口的工作方式 一、方式0 方式0：移位寄存器方式，8位数据为一帧，不设起始位和停止位，发送/接收先低位后高位。用来扩展并行输入/输出端，但需要外接移位寄存器。 方式0发送时序 方式0接收时序 二、方式1 方式1：是一个8位异步通信接口，一帧信息是10位，即1位起始位，8位数据位和1位停止位 方式1的时序 三、方式2和3 是9位的异步通信接口。其信息帧长度为11位，即1位起始位，9位数据位和1位停止位。 方式2和3的工作原理相似，唯一的差别是： 方式2的波特率固定： fosc/64（SMOD=0时） fosc/32（SMOD=1时）； 方式3的波特率可变：由T1作波特率发生器。 方式2和3的时序 7.4 串行口的应用设计举例 一、波特率的设定 波特率用来衡量数据传输速率。通信双方只有在保证波特率一致的情况下，才能可靠的交换信息。 4种方式的波特率计算方法： 1、方式0波特率固定为：fosc/12 2、方式2波特率基本固定由SMOD（PCON.7）决定： 波特率＝(2SMOD/64)× fosc SMOD=1：fosc/32， SMOD=0：fosc/64 3、方式1和方式3的波特率: 波特率=2SMOD×（T1的溢出率）／32 T1定时时间=（28–X）×(12/fosc) T1的溢出率=1/T1定时时间 =fosc/[12×（28–X）] 波特率: 2SMOD×fosc／[32×12×（28-X）] 波特率计算公式 常用的波特率及计算器初值 二、串行口在方式0下的应用 要求：CD4049的每一位都连接一个发光二极管LED，LED共阴极连接，并从左到右以一定的延时循环显示。STB由P1.0控制，用延时子程序DELAY(略)实现延时。 两种编程：查询方式、中断方式 三、串行口在方式1下的应用 串行口的方式1采用8位异步通信，通常应用在点对点的双机通信中。 【例7-3】设有两个8051应用系统相距很近，将它们的串行口直接相连，