校内大赛单片机多媒体课件机电

80C51系列单片机有一个全双工的串行口，这个口既可以用于网络通信，也可以实现串行异步通信，还可以作为同步移位寄存器使用。一、51单片机的串行接口结构SBUF（发）SBUF（收）发送控制器TI接收控制器RI移位寄存器波特率发生器T11A累加器(门)移位寄存器RxDTxD去申请中断引脚引脚CPU内部

发送时，只需将发送数据输入SBUF，CPU将自动启动和完成串行数据的发送；

接收时，CPU将自动把接收到的数据存入SBUF，用户只需从SBUF中读出接收数据。二、串行口特殊功能寄存器1、串行数据缓冲器SBUF

在逻辑上只有一个，既表示发送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一个单元地址99H，用同一寄存器名SBUF。在物理上有两个，一个是发送缓冲寄存器，另一个是接收缓冲寄存器。指令

MOVSBUF，A

启动一次数据发送,可向SBUF

再发送下一个数指令

MOVA，SBUF

完成一次数据接收,SBUF可再接收下一个数2、串行控制寄存器SCONSCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名称SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H功能工作方式选择多机通信控制接收允许发送第9位接收第9位发送中断接收中断①SM0SM1——串行口工作方式选择位。②SM2——多机通信控制位。③REN——允许接收控制位。REN=1，允许接收。④TB8——方式2和方式3中要发送的第9位数据。⑤RB8——方式2和方式3中要接收的第9位数据。⑥TI——发送中断标志。⑦RI——接收中断标志。①SM0SM1——串行口工作方式选择位。其状态组合所对应的工作方式如表6-2所示。

SM0SM1工作方式

功能说明000同步移位寄存器输入/输出,波特率固定为fosc/120118位UART；波特率可变(TI溢出率/n，n=32或16)1029位UART，波特率固定为fosc/n，(n=64或32)1139位UART，波特率可变(T1溢出率/n，n=32或16)②SM2------多机通信控制位。在方式2和方式3中，若SM2=1，且RB8(接收到的第9位数据)=1时，将接收到的前8位数据送入SBUF，并置位RI产生中断请求；否则，将接收到的8位数据丢弃。而当SM2=0时，则不论第9位数据为0还是为1，都将前8位数据装入SBUF中，并产生中断请求。在方式0时，SM2必须为0。

③REN------允许接收控制位。REN位用于对串行数据的接收进行控制：REN=0，禁止接收；REN=1，允许接收。该位由软件置位或复位。④TB8------方式2和方式3中要发送的第9位数据。在方式2和方式3时，TB8是发送的第9位数据。在多机通信中，以TB8位的状态表示主机发送的是地址还是数据：TB8=0表示数据，TB8=1表示地址。该位由软件置位或复位。

TB8还可用于奇偶校验位。⑤RB8------方式2和方式3中要接收的第9位数据。在方式2或方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。⑥TI------发送中断标志。当方式0时，发送完第8位数据后，该位由硬件置位。在其他方式下，遇发送停止位时，该位由硬件置位。因此TI=1，表示帧发送结束，可软件查询TI位标志，也可以请求中断。TI位必须由软件清0。⑦RI------接收中断标志。当方式0时，接收完第8位数据后，该位由硬件置位。在其他方式下，当接收到停止位时，该位由硬件置位。因此RI=1，表示帧接收结束，可软件查询RI位标志，也可以请求中断。RI位也必须由软件清0。接收/发送数据,无论是否采用中断方式工作,每接收/发送一个数据都必须用指令对RI/TI

清0，以备下一次收/发。3、电源控制寄存器PCONPCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名称SMOD———GF1GF0PDIDLSMOD=1，串行口波特率加倍。PCON寄存器不能进行位寻址。☞

SMOD：在串行口工作方式1、2、3中，是波特率加倍位

=1时，波特率加倍

=0时，波特率不加倍。

(在PCON中只有这一个位与串口有关)二、串行工作方式

80C51串行通信共有4种工作方式，由串行控制寄存器SCON中SM0SM1决定。

1、串行工作方式0（同步移位寄存器工作方式）以RXD（P3.0）端作为数据移位的输入/输出端，以TXD（P3.1）端输出移位脉冲。移位数据的发送和接收以8位为一帧，不设起始位和停止位，无论输入/输出，均低位在前高位在后。其帧格式为：•

•

•D0D1D2D3D4D5D6D7•

•

•

方式0可将串行输入输出数据转换成并行输入输出数据。⑴数据发送

在移位时钟脉冲（TXD）的控制下，数据从串行口RXD端逐位移入74HC164SA、SB端。当8位数据全部移出后，SCON寄存器的TI位被自动置1。其后74HC164的内容即可并行输出。74HC164CLR为清0端，输出时CLR必须为1，否则74HC164Q0～Q7输出为0。

串行口作为并行输出口使用时，要有“串入并出”的移位寄存器配合。(例如CD4094或74HCl64)(2)数据接收

串行口作为并行输入口使用时，要有“并入串出”的移位寄存器配合。(例如CD4014或74HCl65)

74HC165S/L端为移位/置入端，当S/L=0时，从Q0～Q7并行置入数据，当S/L=1时，允许从QH端移出数据。在80C51串行控制寄存器SCON中的REN=1时，TXD端发出移位时钟脉冲，从RXD端串行输入8位数据。当接收到第8位数据D7后，置位中断标志RI，表示一帧数据接收完成。⑶波特率:方式0

波特率固定，为单片机晶振频率的十二分之一。即一个机器周期进行一次移位。⑷应用举例【例6-1】电路如图所示，试编制程序按下列顺序要求每隔0.5秒从左向右依次点亮，每次亮一个；循环操作。

解：编程如下：

MOVSCON,#00H;串行口方式0CLRES;禁止串行中断P121MOVA,#80H;置发光二极管亮暗控制字表首址LP1:CLRP1.0;关闭并行输出,STR=O时，关闭并行输出；

CLRT1;清标志位

MOVSBUF,A;启动串行发送

JNBTI,$;等待发送完毕

SETBP1.0;开启并行输出,STR=1时，开启并行输出；

LCALLDELAY;调用延时0.5秒子程序(参阅例4-13)CLRTI;清发送中断标志

RRA;指向下一控制字

SJMPLP1;顺序编号0～29依次操作完毕,从0开始重新循环DELAY:【例】电路如图所示，用80c51外接CD4014扩展8位并行输入口，输入数据由8个开关提供，试编制程序输入K1～K8状态数据，并存入内RAM40H。

P1.0=0将并行数据锁存，P1.0=1CD4014允许串行移位操作。解：编程如下： KIN:MOVSCON,#00H;串行口方式0CLRES ;禁止串行中断

CLRP1.0;锁存并行输入数据

SETBP1.0;允许串行移位操作

SETBREN;允许并启动接收

JNBRI,$ ;等待接收完毕

MOV40H,SBUF;存入K1～K8状态数据

RET;2、串行工作方式1

方式1是一帧10位的异步串行通信方式，包括1个起始位，8个数据位和一个停止位。其帧格式为：起始D0D1D2D3D4D5D6D7停止⑴数据发送发送时只要将数据写入SBUF，在串行口由硬件自动加入起始位和停止位，构成一个完整的帧格式。然后在移位脉冲的作用下，由TXD端串行输出。一帧数据发送完毕，将SCON中的TI置1。⑵数据接收接收时，在REN=1前提下，当采样到RXD从1向0跳变状态时，就认定为已接收到起始位。随后在移位脉冲的控制下，将串行接收数据移入SBUF中。一帧数据接收完毕，将SCON中的RI置1，表示可以从SBUF取走接收到的一个字符。⑶波特率T1的溢出时间＝（256－X）.12/fosc

其中SMOD为PCON寄存器中最高位的值，SMOD=1表示波特率倍增。

方式1波特率可变，由定时/计数器T1的计数溢出率来决定。波特率=(2SMOD/32)T1的溢出率其中：X是定时器初值☞波特率=2SMOD

fosc32

12(256

-X)

在实际应用时，通常是先确定波特率，后根据波特率求T1定时初值，因此上式又可写为：☞初值X=256

-2SMOD

fosc32

波特率

12⑷应用举例【例6-3】设甲乙机以串行方式1进行数据传送，fosc=11.0592MHz，波特率为1200b/s。甲机发送的16个数据存在内RAM40H～4FH单元中，乙机接收后存在内RAM50H为首地址的区域中。

T1初值=256-×=232=E8H3212×1200解： 串行方式1波特率取决于T1溢出率(设SMOD=0), 计算T1定时初值： 1105920020甲机发送子程序：TXDA:MOVTMOD,#20H ;置T1定时器工作方式2 MOVTL1,#0E8H ;置T1计数初值

MOVTH1,#0E8H ;置T1计数重装值

CLRET1 ;禁止T1中断

SETBTR1 ;T1启动

MOVSCON,#40H ;置串行方式1,禁止接收

MOVPCON,#00H ;置SMOD=0(SMOD不能位操作)

CLRES ;禁止串行中断

MOVR0,#40H ;置发送数据区首地址

MOVR2,#16 ;置发送数据长度

MOV A,@R0 ;读一个数据

MOV SBUF,A ;发送

JNB TI,$ ;等待一帧数据发送完毕

CLR TI ;清发送中断标志

INC R0 ;指向下一字节单元

DJNZ R2,TRSA ;判16个数据发完否?未完继续

RET ;

TRSA:乙机接收子程序：

RXDB:

MOVTMOD,#20H ;置T1定时器工作方式2 MOVTL1,#0E8H ;置T1计数初值

MOVTH1,#0E8H ;置T1计数重装值

CLRET1 ;禁止T1中断

SETBTR1 ;T1启动

MOVSCON,#40H ;置串行方式1,禁止接收

MOVPCON,#00H ;置SMOD=0(SMOD不能位操作) CLRES ;禁止串行中断

MOVR0,#50H ;置接收数据区首地址

MOVR2,#16 ;置接收数据长度

SETBREN

;启动接收

RDSB:

JNB RI,$ ;等待一帧数据接收完毕

CLR RI ;清接收中断标志

MOV A,SBUF ;读接收数据

MOV @R0,A ;存接收数据

INC R0 ;指向下一数据存储单元

DJNZ R2,RDSB ;判16个数据接收完否?未完继续

RET;

方式2是一帧11位的串行通信方式，即1个起始位，8个数据位，1个可编程位TB8/RB8和1个停止位，其帧格式为：3、串行工作方式2起始D0D1D2D3D4D5D6D7TB8/RB8停止

可编程位TB8/RB8既可作奇偶校验位用，也可作控制位（多机通信）用，其功能由用户确定。当SMOD=0时，波特率=20

╳fosc/64=fosc/64当SMOD=1时，波特率=21

╳fosc/64=fosc/32

数据发送和接收与方式1基本相同，区别在于方式2把发送/接收到的第9位内容送入TB8/RB8。

波特率：方式2波特率固定，即fosc/32和fosc/64。如用公式表示则为：波特率=2SMOD╳fosc/64【例6-4】设计一个串行方式2发送子程序（SMOD=1），将片内RAM50H～5FH中的数据串行发送，第9数据位作为奇偶校验位。接到接收方核对正确的回复信号（用FFH表示）后，再发送下一字节数据，否则再重发一遍。解：程序如下：MOVA,@R0;读数据MOVC,PSW.0;奇偶标志送TB8MOVTB8,C;MOVSBUF,A;启动发送JNBTI,$;等待一帧数据发送完毕CLRTI;清发送中断标志SETBREN;允许接收CLRRI;清接收中断标志JNBRI,$;等待接收回复信号MOVA,SBUF;读回复信号CPLA;回复信号取反JNZTRLP;非全0(回复信号≠FFH,错误),转重发INCR0;全0(回复信号=FFH,正确), 指向下一数据存储单元CJNER0,#60H,TRLP;判16个数据发送完否?未完继续RET;TRLP:MOVSCON,#80H;置串行方式2,禁止接收MOVPCON,#80H;置SMOD=1MOVR0,#50H ;置发送数据区首址TRS2:【例7-5】编制一个串行方式2接收子程序，接收上例发送的16个数据，存首址为40H的内RAM中，并核对奇偶校验位，接收核对正确，发出回复信号FFH；发现错误，发出回复信号00H，并等待重新接收。RXD2:MOVSCON,#80H;置串行方式2,禁止接收

MOVPCON,#80H;置SMOD=1MOVR0,#40H;置接收数据区首址

SETBREN;启动接收RWAP:JNBRI,$;等待一帧数据接收完毕

CLRRI ;清接收中断标志

MOVA,SBUF;读接收数据,并在PSW中产生接收数据的奇偶值

JBPSW.0,ONE;P=1,转另判

JBRB8,ERR;P=0,RB8=1,接收有错;

;P=0,RB8=0,接收正确,继续接收RLOP:MOV@R0,A;存接收数据

INCR0;指向下一数据存储单元RIT:MOVA,#0FFH;置回复信号正确FDBK:MOVSBUF,A;发送回复信号

CJNER0,#50H,RWAP;判16个数据接收完否?未完继续

CLRREN;16个数据正确接收完毕,禁止接收

RET;ONE:JNBRB8,ERR;P=1,RB8=0,接收有错

SJMPRLOP;P=1,RB8=1,接收正确,继续接收ERR:CLRA;接收有错,置回复信号错误标志

SJMPFDBK;转发送回复信号