模块八 串行通信及实验 - 串行口结构

8.3MCS-51单片机的串行接口MCS-51单片机的内部有一个可编程全双工串行通信接口，它具有UART的全部功能，该接口不仅可以同时进行数据的接收和发送，也可做同步移位寄存器使用。该串行口有4种工作方式，帧格式有8位、10位和11位，并能设置各种波特率。本节将对其结构、工作方式和波特率进行介绍。8.3.1MCS-51单片机的串行口结构MCS-51单片机内部有两个独立的接收、发送缓冲器SBUF，SBUF属于特殊功能寄存器。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，二者共用一个字节地址（99H）。串行口的结构如图8.8所示。特殊功能寄存器与MCS-51串行口有关的特殊功能寄存器有SBUF，SCON，PCON，下面对它们分别详细介绍。图8.8MCS-51单片机串行口结构示意图

8.3.2串行口数据缓冲器SBUFSBUF是两个在物理上独立的接收、发送寄存器，一个用于存放接收到的数据，另一个用于存放欲发送的数据，可同时发送和接收数据。两个缓冲器共用一个地址99H，通过对SBUF的读、写指令来区别是对接收缓冲器还是发送缓冲器进行操作。CPU在写SBUF时，就是修改发送缓冲器；读SBUF，就是读接收缓冲器的内容。接收或发送数据接收或发送数据，是通过串行口对外的两条独立收发信号线RXD（P3.0）、TXD(P3.1)来实现的，因此可以同时发送、接收数据，为全双工制式。

8.3.3串行口控制寄存器SCONSCON用来控制串行口的工作方式和状态，可以位寻址，字节地址为98H。其格式如图8.9所示。SCON9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H

图8.9SCON的各位定义

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1：串行工作方式选择位。定义如下表8.1所示。表8.1

串行工作方式选择位

SM0SM1工作方式功能波特率

00方式08位同步移位寄存器fosc/12

01方式110位UART可变

10方式211位UARTfosc/64或fosc/32

11方式311位UART可变多机通信控制位SM2：多机通信控制位，用于方式2和方式3中。在方式2和方式3处于接收时,若SM2=1,且接收到的第9位数据RB8为0时,不激活RI；若SM2=1，且RB8=1时，则置RI=1。方式2、3处于接收或发送方式在方式2、3处于接收或发送方式，若SM2=0，不论接收到第9位RB8为0还是为1，TI，RI都以正常方式被激活。在方式1处于接收时，若SM2=1,则只有收到有效的停止位后，RI置1。在方式0中，SM2应为0。允许串行接收位REN：允许串行接收位。由软件置位或清零。REN=1时，允许接收，REN=0时，禁止接收。TB8：发送数据的第9位。在方式2和方式3中，由软件置位或复位，可做奇偶校验位。在多机通信中，可作为区别地址帧或数据帧的标识位，一般约定地址帧时TB8为1，数据帧时TB8为0。RB8：接收数据的第9位。功能同TB8。发送数据的第9位发送中断标志位TI：发送中断标志位。在方式0中，发送完8位数据后，由硬件置位；在其他方式中，在发送停止位之初由硬件置位。因此TI是发送完一帧数据的标志，可以用指令来查询是否发送结束。TI=1时，也可向CPU申请中断，响应中断后都必须由软件清除TI。接收中断标志位RI：接收中断标志位。在方式0中，接收完8位数据后，由硬件置位；在其他方式中，在接收停止位的中间由硬件置位。同TI一样，也可以通过指令来查询是否接收完一帧数据。RI=1时，也可申请中断，响应中断后都必须由软件清除RI。SCON中的低2位与中断有关SCON中的低2位与中断有关，在中断的有关章节中有详细论述。8.3.4电源及波特率选择寄存器PCONPCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，不可以位寻址，字节地址为87H。在HMOS的8051单片机中，PCON除了最高位以外其它位都是虚设的。其格式如图8.10所示。图8.10PCON的各位定义SMOD为波特率选择位与串行通信有关的只有SMOD位。