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第8章 串行口 一、串行口结构 串行口为全双工的通用异步收发（UART）。全双工就是两个单片机之间串行数据可同时双向传输。异步通信，就是收、发双方使用各自的时钟控制发送和接收过程，这样可省去收、发双方的一条同步时钟信号线，连接简单且易实现。 * 内部结构如图所示。 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）。 控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。 * 1. 串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，位地址为98H～9FH。格式如图所示。 图 串行口控制寄存器SCON的格式 * SCON中各位的功能。 （1）SM0、SM1——串行口4种工作方式选择位 SM0、SM1两位编码所对应的4种工作方式见下表： * （2）SM2——多机通信控制位 多机通信是在方式2和方式3下进行。当串口以方式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“1”，产生中断请求，并将接收到的前8位数据送入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。 当SM2?=?0时，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=0，禁止串行口接收数据。 （4）TB8——发送的第9位数据 方式2和方式3，TB8是要发送的第9位数据，其值由软件置“1”或清“0”。在双机串行通信时，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 方式2和方式3，RB8存放接收到的第9位数据。在方式1，如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 方式0，串行发送的第8位数据结束时TI由硬件置“1”，在其他方式中，串行口发送停止位的开始时置TI 为“1”。 TI?=1，表示一帧数据发送结束。TI的状态可供软件查询，也可申请中断。CPU响应中断后，在中断服务程序中向SBUF写入要发送的下一帧数据。 TI必须由软件清“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”。在其他工作方式中，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，要求CPU从接收SBUF取走数据。该位的状态也可供软件查询。RI必须由软件清“0”。 SCON的所有位都可进行位操作清“0”或置“1”。 * 2 特殊功能寄存器PCON 字节地址为87H，不能位寻址。特殊功能寄存器PCON的格式如图所示。 下面介绍PCON中各位功能。仅最高位SMOD与串口有关，其他各位的功能是节电工作方式的控制位。 * SMOD：波特率选择位。 例如，方式1的波特率计算公式为 方式1波特率?=? ? ??定时器T1的溢出率 当SMOD?=?1时，要比SMOD?=?0时的波特率加倍，所以也称SMOD位为波特率倍增位。 * 二、串行口的4种工作方式 4种工作方式由特殊功能寄存器SCON中SM0、SM1位定义。 1 方式0 方式0为同步移位寄存器输入/输出方式。该方式并不用于两个AT89S51单片机之间的异步串行通信，而是用于串行口外接移位寄存器，扩展并行I/O口。 8位数据为一帧，无起始位和停止位，先发送或接收最低位。波特率固定，为fosc/12。帧格式如图所示。 * 方式1 方式1为双机串行通信方式，如图7-9所示。 当SM0、SM1=01时，串行口设为方式1的双机串行通信。TXD脚和RXD脚分别用于发送和接收数据。 * 方式1一帧数据为10位，1个起始位（0），8个数据位，1个停止位（1），先发送或接收最低位。 帧格式如图所示。 图 方式1的帧格式 方式1为波特率可变的8位异步通信接口。波特率由下式确定： 方式1波特率?=? ? ??定时器T1的溢出率 式中，SMOD为PCON寄存器的最高位的值（0或1）。 * 方式2 方式2和方式3，为9位异步通信接口。每帧数据为11位，1位起始位0，8位数据位（先低位），1位可程控为1或0的第9位数据和1位停止位。 方式2、方式3帧格式如