机串口工作方式0和1-文档资料

1、1 串口工作方式串口工作方式5.1 5.1 方式方式0 0 同步移位寄存器方式，同步移位寄存器方式，比比特率固定为特率固定为fosc/12fosc/12。 常用于外接移位寄存器，以扩展并行常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/OI/O口，口，SM2SM2位必须为位必须为0 0 。 1 1方式方式0 0发送：发送： 当当CPUCPU执行执行写入发送缓冲器写入发送缓冲器SBUFSBUF的指令时，串行口即把的指令时，串行口即把SBUFSBUF中的中的8 8位数据以位数据以fosc/12fosc/12的固定的固定比比特率从特率从RXDRXD引脚串行输出，低引脚串行输出，低位在先位在先, ,TXDTXD引

2、脚输出同步移位脉冲，发送完引脚输出同步移位脉冲，发送完8 8位位数据置数据置“1”“1”中断标志位中断标志位TITI 图图5 5- -1 1CPUCPU响应中断后：响应中断后：CLR TICLR TI请求中断请求中断写入写入SBUFSBUF后自动开始发送后自动开始发送25 5. .2 2.2 .2 用用74LS16474LS164扩展并行输出口扩展并行输出口74LS16474LS164：8 8位位串入并出串入并出移位寄存器。移位寄存器。图是图是利用利用74LS16474LS164扩展扩展二个二个8 8位并行输出口位并行输出口的接口电路。的接口电路。. .图图5-2-15.25.2 用用AT89

3、C51AT89C51的串行口扩展并行口的串行口扩展并行口RXD/RXD/TXD/TXD/74HC595:74HC595: 8 8位串入并出移位寄存器位串入并出移位寄存器, ,带锁存及三态输出功能。带锁存及三态输出功能。 （相当于（相当于74LS164+273+24474LS164+273+244）清清0 0串行口工作于方式串行口工作于方式0 0：同步移位寄存器方式同步移位寄存器方式发送发送fosc/12fosc/12每当新数据写入每当新数据写入SBUF,SBUF,即把即把SBUFSBUF中的中的8 8位数据以串行移出位数据以串行移出32 2方式方式0 0接收接收 向串口的向串口的SCONSCO

4、N写入控制字（置为方式写入控制字（置为方式0 0，并，并置置“1”REN“1”REN位位，同时同时RI=0RI=0）时，串行口即开始接收数据。）时，串行口即开始接收数据。RXDRXD为数据输入端，为数据输入端，TXDTXD为移位脉冲信号输出端，为移位脉冲信号输出端，也以也以fosc/12fosc/12的固定的固定比比特率，当特率，当收到收到8 8位数据时位数据时置置“1” RI“1” RI。表示一帧数据接收完，时序如下：。表示一帧数据接收完，时序如下：图图5 5- -2 2CPUCPU响应中断后：响应中断后：CLR RICLR RIRI=0RI=0时时其中其中REN=1REN=1请求中断请求中

5、断写入写入SBUFSBUF后自动开始发送后自动开始发送45 5. .2 2.1 .1 用用74LS16574LS165扩展并行输入口扩展并行输入口图图9-21P.159-160P.159-16074LS16574LS165：8 8位位并入串出并入串出移位寄存器。移位寄存器。图图9-229-22是是利用利用74LS16474LS164扩展扩展二个二个8 8位并行输入口位并行输入口的接口电路。的接口电路。并行锁存并行锁存串行口工作于方式串行口工作于方式0 0：同步移位寄存器方式同步移位寄存器方式接收接收fosc/12fosc/12 每当向每当向SCONSCON写入控制字为方式写入控制字为方式0 0

6、且且REN=REN=“1 1” ，即串行移入即串行移入8 8位数据到位数据到SBUFSBUF55.2.2 5.2.2 方式方式1 1 ：8 8位异步收发，位异步收发，比比特率可变（由定时器控制）特率可变（由定时器控制）SM0SM0、SM1=01SM1=01方式方式1 1一帧数据一帧数据为为1010位，位，1 1个起始位（个起始位（0 0），），8 8个数据位，个数据位，1 1个停止个停止位（位（1 1），先发送或接收最低位。帧格式如），先发送或接收最低位。帧格式如图图7-77-7：方式方式1 1比比特率特率= =（2 2SMODSMOD/32/32）定时器定时器T1T1的溢出率的溢出率 SMO

7、D SMOD为为PCONPCON寄存器的最高位的值（寄存器的最高位的值（0 0或或1 1）。）。图图7-77-76 1 1方式方式1 1发送发送 2 2方式方式1 1接收接收 图图7-87-8图图7-97-9P.105P.105请求中断请求中断请求中断请求中断可写下一个要发送的数据可写下一个要发送的数据可从可从SBUFSBUF读取新接收的数据读取新接收的数据写入写入SBUFSBUF后自动开始发送后自动开始发送75.3.1 5.3.1 比比特率的制定方法特率的制定方法 方式方式0 0、方式、方式2 2的的比比特率是固定的；方式特率是固定的；方式1 1、方式、方式3 3比比特率由定时器特率由定时器

8、T1T1的的溢出率来确定。溢出率来确定。5.3.2 5.3.2 定时器定时器T1T1产生产生比比特率的计算特率的计算（1 1）方式方式0 0波特率波特率= =时钟频率时钟频率foscfosc1/121/12，不受，不受SMODSMOD位的值的影响。若位的值的影响。若fosc=12MHzfosc=12MHz，比比特率为特率为fosc/12fosc/12即即1Mb/s1Mb/s。（2 2）方式方式2 2波特率波特率= =（2 2SMODSMOD/64/64）foscfosc 若若fosc=12MHzfosc=12MHz: : SMOD=0 SMOD=0 比比特率特率=187.5kb/s=187.5

9、kb/s； SMOD=1 SMOD=1 比比特率特率=375kb/s=375kb/s （3 3）方式方式1 1或方式或方式3 3时时，比比特率为：特率为：比比特率特率= = （2 2SMODSMOD/32/32）T1T1的溢出率的溢出率 = = fosc/12/(T1fosc/12/(T1计数次数计数次数) ) （2 2SMODSMOD/32/32）实际设定实际设定比比特率时，特率时，T1T1常设置为常设置为方式方式2 2定时定时（自动装初值）（自动装初值）这种方式不仅操这种方式不仅操作方便，也可避免因软件重装初值而带来的作方便，也可避免因软件重装初值而带来的定时误差定时误差。 P.109P.

10、1098P.110P.110 时钟振荡频率为时钟振荡频率为6MHz6MHz或或12 MHz12 MHz时，产生的时，产生的比比特率偏差较大，特率偏差较大，故用到串口通信时通常选用故用到串口通信时通常选用11.0592MHZ11.0592MHZ晶体振荡器。晶体振荡器。= /12= /12= /32= /32= /12/= /12/计次计次/16/169.6kbit/s 9.6kbit/s 实际实际10.41610.416 6MHz 1 0 2 FDH 6MHz 1 0 2 FDH1.2kbit/s 1.2kbit/s 实际实际1.3021.302 6MHz 0 0 2 F4H 6MHz 0 0

11、2 F4H= /12/= /12/计次计次/16/16= /12/= /12/计次计次/32/321200bps1200bps9600bps9600bps计计1 1次次计计3 3次次计计2424次次计计3 3次次计计6 6次次计计1212次次比特率比特率比特率比特率9 MCS-51 单片机串行接口的硬件单片机串行接口的硬件 MCS-51 单片机串行接口的控制单片机串行接口的控制 MCS-51 单片机串行接口工作方式单片机串行接口工作方式 P3.0 位的第二功能位的第二功能 收端收端 RXD P3.1 位的第二功能位的第二功能 发端发端 TXD 寄存器寄存器 SCON、PCON、SBUF 寄存器

12、寄存器 IE、IP 方式方式 0 方式方式 2 方式方式 1 方式方式 310CPU波特率发生器SBUF门TXDRXD串行口中断接收控制器发送控制器移位寄存器TIRISBUFT1 有两个数据缓冲寄存器有两个数据缓冲寄存器SBUF，一个输入移位寄存器，一个，一个输入移位寄存器，一个串行控制寄存器串行控制寄存器SCON和一个特殊功能寄存器和一个特殊功能寄存器PCON等组成。等组成。 8 位位SBUF是全双工串行接口寄存器，是全双工串行接口寄存器， 它是特殊功能寄存器，它是特殊功能寄存器，地址为地址为 99H，不可位寻址；串行输出时为发送数据缓冲器，发送，不可位寻址；串行输出时为发送数据缓冲器，发送

13、寄存器只写不读，数据从寄存器只写不读，数据从发送端发送端TXD（P3.1）输出；）输出；串行输入时为接收数串行输入时为接收数据缓冲器，接收寄存据缓冲器，接收寄存器只读不写，数据从器只读不写，数据从接收端接收端 RXD（P3.0）输入；由指令确定是对发输入；由指令确定是对发送寄存器或接收寄存器作用。送寄存器或接收寄存器作用。11 SM0、SM1 串行接口工作方式定义位串行接口工作方式定义位 SM0、SM1 = 00 方式方式 0，8位同步移位寄存器位同步移位寄存器 SM0、SM1 = 01 方式方式 1，10 位异步接收发送位异步接收发送 SM0、SM1 = 10 方式方式 2，11 位异步接收

14、发送位异步接收发送 SM0、SM1 = 11 方式方式 3，11 位异步接收发送位异步接收发送7.1.1 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON注意注意: 方式方式 0 的特点，方式的特点，方式 2、方式、方式 3 的差异的差异12 SM2 = 0，无多机通信，无多机通信 SM2 = 1，允许多机通信，允许多机通信 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON REN = 1，允许串行口接收数据，允许串行口接收数据 REN = 0，禁止串行口接收数据，禁止串行口接收数据由软件置位或清除由软件置位或清除137.1.2 特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCON 串行数据传送速率控制寄存器串行数据传送速率

15、控制寄存器 PCON SMOD = 0，定义波特率不变，定义波特率不变 SMOD = 1，定义波特率加倍，定义波特率加倍注：注：PCON 寄存器的地址为寄存器的地址为87H， 仅仅 b7 位有用，不可位寻址。位有用，不可位寻址。 地址：地址：87HTDL:等待方式位等待方式位PD:掉电方式掉电方式GF1、 GF2通用标志位通用标志位ANL PCON，7FH：对：对SMOD位清零位清零ORL PCON，80H：对：对SMOD位置位位置位14SM0SM100100111方式方式0123功功 能能同步移位寄存器同步移位寄存器10位异步收发位异步收发11位异步收发位异步收发11位异步收发位异步收发波特

16、率波特率fosc/12fosc/64或或fosc/32可变可变SM0SM1串行口工作方式选择位串行口工作方式选择位可变可变15 5.3.1 方式方式 0 移位寄存器输入移位寄存器输入/输出方式输出方式 非串行通信用方式扩展并行非串行通信用方式扩展并行I/O RXD、TXD 线的作用线的作用 用并入串出移位寄存器扩展并行输入口用并入串出移位寄存器扩展并行输入口 用串入并出移位寄存器扩展并行输出口用串入并出移位寄存器扩展并行输出口 RXD 串串 并、并并、并 串串 数据传送线数据传送线 TXD 同步时钟线，同步时钟为同步时钟线，同步时钟为 fosc/12(固定波特率固定波特率)注：为应用串行接口扩

17、展并行接口的方式。注：为应用串行接口扩展并行接口的方式。 串行口为同步移位寄存器方式串行口为同步移位寄存器方式16 17 18 P1.0DATACLKTBSCD40948031TXDRXD19 20 21 P/SCD40148031P1.0RXDTXDDATACLKP1.122 23 方式方式 1 10 位异步接收位异步接收/发送（波特率可变）发送（波特率可变） 方式方式 1 的数位的数位 1 位起始位位起始位 值值 0 8 位数据位位数据位 为有用信息（低位在前，可含为有用信息（低位在前，可含 1 位校验位）位校验位） 1 位停止位位停止位 值值 1 异步传送时的速率设置异步传送时的速率设置

18、 速率设置的方法速率设置的方法 设置定时器设置定时器 T1 的初值的初值 常用波特率：常用波特率： 用用T1作为波特率发生器，作为波特率发生器，B=(2SMOD/32)T1溢出率。溢出率。串行口为串行口为8位异步通信接口位异步通信接口24 方式方式 1（续）（续） 异步发送时的工作过程异步发送时的工作过程 发送条件发送条件 清清 SCON 中发送中断标志中发送中断标志 TI = 0 发送指令发送指令 MOV SBUF，A注注: 需发送的需发送的 8 位字节数据送串行数据缓冲器位字节数据送串行数据缓冲器 SBUF 后将启动异步发送开始。后将启动异步发送开始。 起始位起始位 0、停止位、停止位 1

19、 在执行发送指令时自动加入在执行发送指令时自动加入 发送传输线发送传输线 TXD、GND 发送发送 10 位数据结束位数据结束 发送中断标志发送中断标志 TI = 1注注: 若需继续发送，置若需继续发送，置TI = 0，送数据到，送数据到 SBUF25 方式方式 1（续）（续） 异步接收时的工作过程异步接收时的工作过程 接收条件接收条件 清清 SCON 中接收中断标志中接收中断标志 RI = 0 置置 SCON 中接收控制标志中接收控制标志 REN = 1 接收传输线接收传输线 RXD、GND 接收同步位接收同步位 接收传输线接收传输线 RXD 有从有从 1 到到 0 的信号的信号 接收数据接

20、收数据 9 位数据送数据接收器位数据送数据接收器8 位字节数据送串行数据缓冲器位字节数据送串行数据缓冲器 SBUF1 位停止位送入位停止位送入 SCON 中的中的 RB8 = 1 接收接收 10 位数据结束位数据结束 接收中断标志接收中断标志 RI = 1注注: 若需继续接收，置若需继续接收，置RI = 0 26 27 28 29 30 31 327.3 单片机串行口的应用 7.3.1 串行口扩展显示器 【例7-1】用8位串入并出移位寄存器74HC164扩展显示器。 8051TXDRXD+5V74HC164Q7 Q1Q0D74HC164Q7 Q1Q0D74HC164Q7 Q1Q0D(0)(0)(1)(1)(7)(7)33功能：把数据从显示缓冲区送到数码管。入口；将要显示的数放在以DIS0为首的8个单元中。出口：把预置的数输出以更新原有的显示。 MOVR2，08H；显示8个数码管 MOVR0，DIS7；显示缓冲区未地址送入R0DL0：MOVA，R0；取要