《單片機應(yīng)用與設(shè)計》課件項目五

項目五單片機串行口通信

5.1串行通信簡介5.2STC89C51RC/RD+系列單片機的串行口5.3串行口應(yīng)用舉例本章知識總結(jié)學習目標

了解串行通信基礎(chǔ)知識；

掌握STC89C51RC/RD+系列單片機串行口相關(guān)寄存器的設(shè)置方法；

掌握STC89C51RC/RD+系列單片機串行口的工作模式；

掌握利用串行口發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)的C語言編程方法。

能力目標

能夠掌握單片機串行口數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收的控制方法與程序的編寫；能夠初步利用單片機串行口進行數(shù)據(jù)傳輸。

5.1串行通信簡介

串行口簡稱串口，是采用串行通信方式的接口。

5.1.1串行通信和并行通信

并行通信：數(shù)據(jù)的各位同時傳送。并行方式可一次同時傳送N位數(shù)據(jù)，但并行傳送的線路復(fù)雜，并行方式常用于短距離通信。

串行通信：數(shù)據(jù)一位一位順序傳送。串行方式一次只能傳送一位。串行傳送的線路簡單，因此多用于長距離通信。并行通信與串行通信示意圖如圖5.1所示。圖5.1并行通信與串行通信示意圖5.1.2異步通信和同步通信

1.異步通信

異步通信指兩個互不同步的設(shè)備通過計時機制或其他技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸。

異步通信以一個字符為傳輸單位，通信中兩個字符間的時間間隔是不固定的，然而在同一個字符中的兩個相鄰位代碼間的時間間隔是固定的。使用異步串口傳送一個字符的信息時，對資料格式有如下約定：規(guī)定有空閑位、起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位、停止位。

異步通信的時序如圖5.2所示。圖5.2異步通信時序其中各位的意義如下：

起始位：先發(fā)出一個邏輯“0”信號，表示傳輸字符的開始。

數(shù)據(jù)位：緊接著起始位之后。數(shù)據(jù)位的個數(shù)可以是4、5、6、7、8等，構(gòu)成一個字符。通常采用ASCII碼。從最低位開始傳送，靠時鐘定位。

奇偶校驗位：數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗)或奇數(shù)(奇校驗)，以此來校驗數(shù)據(jù)傳送的正確性。

停止位：它是一個字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標志，可以是1位、1.5位、2位的高電平?？臻e位：處于邏輯“1”狀態(tài)，表示當前線路上沒有數(shù)據(jù)傳送。

波特率：衡量數(shù)據(jù)傳送速率的指針，表示每秒鐘傳送的二進制位數(shù)。例如數(shù)據(jù)傳送速率為120字符/秒，而每一個字符為10位，則其傳送的波特率為10?×?120?=?1200字符/秒?=?1200波特。

2.同步通信

同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個數(shù)據(jù)字符。

同步通信的時序如圖5.3所示。圖5.3同步通信時序采用同步通信時，將許多字符組成一個信息組，這樣，字符可以一個接一個地傳輸，但是，在每組信息(通常稱為幀)的開始要加上同步字符；在沒有信息要傳輸時，要填上“空閑”字符，因為同步傳輸不允許有間隙。在同步傳輸過程中，一個字符可以對應(yīng)5～8位。

同步通信要求在傳輸線路上始終保持連續(xù)的字符位流，若計算機沒有數(shù)據(jù)傳輸，則線路上要用專用的“空閑”字符或同步字符填充。5.1.3串行通信的傳輸方向

1.單工

單工是指數(shù)據(jù)傳輸僅能沿一個方向，不能實現(xiàn)反向傳輸，如圖5.4所示。

2.半雙工

半雙工是指數(shù)據(jù)傳輸可以沿兩個方向，但需要分時進行，如圖5.5所示。

3.全雙工

全雙工是指數(shù)據(jù)可以同時進行雙向傳輸，如圖5.6所示。圖5.4單工通信圖5.5半雙工通信圖5.6全雙工通信5.2STC89C51RC/RD+系列單片機的串行口

STC89C51RC/RD+系列單片機內(nèi)部集成有一個功能很強的全雙工串行通信口，與傳統(tǒng)8051單片機的串口完全兼容。設(shè)有兩個互相獨立的接收、發(fā)送緩沖器，可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫入而不能讀出，接收緩沖器只能讀出而不能寫入，因而兩個緩沖器可以共用一個地址碼(99H)。兩個緩沖器統(tǒng)稱串行通信特殊功能寄存器SBUF。串行通信設(shè)有4種工作方式，其中兩種方式的波特率是可變的，另兩種是固定的，以供不同應(yīng)用場合選用。波特率由內(nèi)部定時器/計數(shù)器產(chǎn)生，用軟件設(shè)置不同的波特率和選擇不同的工作方式。主機可通過查詢或中斷方式對接收/發(fā)送進行程序處理，使用十分靈活。

STC89C51RC/RD+系列單片機串行口對應(yīng)的硬件部分對應(yīng)的管腳是P3.0/RXD和P3.1/TXD。

STC89C51RC/RD+系列單片機的串行通信口，除用于數(shù)據(jù)通信外，還可方便地構(gòu)成一個或多個并行I/O口，或作串/并轉(zhuǎn)換，或用于擴展串行外設(shè)等。5.2.1串行口相關(guān)寄存器

串行口相關(guān)寄存器如表5-1所示。表5-1串行口相關(guān)寄存器

1.串行口控制寄存器SCON和PCON

STC89C51RC/RD+系列單片機的串行口設(shè)有兩個控制寄存器：串行控制寄存器SCON和波特率選擇特殊功能寄存器PCON。

串行控制寄存器SCON用于選擇串行通信的工作方式和某些控制功能，其格式如下：

SCON：串行控制寄存器(可位尋址)。

SM0/FE：當PCON寄存器中的SMOD0/PCON.6位為1時，該位用于幀錯誤檢測。當檢測到一個無效停止位時，通過UART接收器設(shè)置該位。它必須由軟件清零。

當PCON寄存器中的SMOD0/PCON.6位為0時，該位和SM1一起指定串行通信的工作方式。其中SM0、SM1按下列組合確定串行口的工作方式，如表5-2所示。表5-2串行口工作方式選擇

SM2：允許方式2或方式3多機通信控制位。在方式2或方式3時，如SM2位為1，REN位為1，則從機只有接收到RB8位為1(地址幀)時才激活中斷請求標志位RI為1，并向主機請求中斷處理；被確認為尋址的從機則復(fù)位SM2位為0，從而才接收RB8為0的數(shù)據(jù)幀。在方式1時，如果SM2位為1，則只有在接收到有效的停止位時才置位中斷請求標志位RI為1。在方式0時，SM2應(yīng)為0。

REN：允許/禁止串行接收控制位。由軟件置位REN，即REN?=?1為允許串行接收狀態(tài)，可啟動串行接收器RXD，開始接收信息。軟件復(fù)位REN，即REN?=?0，則禁止接收。

TB8：在方式2或方式3，它為要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，按需要由軟件置位或清零。例如，可用作數(shù)據(jù)的校驗位或多機通信中表示地址幀/數(shù)據(jù)幀的標志位。

RB8：在方式2或方式3，是接收到的第9位數(shù)據(jù)；在方式1，若SM2?=?0，則RB8是接收到的停止位。方式0不用RB8。

TI：發(fā)送中斷請求標志位。在方式0，當串行發(fā)送數(shù)據(jù)第8位結(jié)束時，由內(nèi)部硬件自動置位，即TI?=?1，向主機請求中斷，響應(yīng)中斷后必須用軟件復(fù)位，即TI?=?0。在其他方式中，則在停止位開始發(fā)送時由內(nèi)部硬件置位，必須用軟件復(fù)位。

RI：接收中斷請求標志位。在方式0，當串行接收到第8位結(jié)束時由內(nèi)部硬件自動置位RI?=?1，向主機請求中斷，響應(yīng)中斷后必須用軟件復(fù)位，即RI?=?0。在其他方式中，串行接收到停止位的中間時刻由內(nèi)部硬件置位，即RI=1(例外情況見SM2說明)，必須由軟件復(fù)位，即RI?=?0。

SCON的所有位可通過整機復(fù)位信號復(fù)位為全“0”。SCON的字節(jié)地址尾98H，可位尋址，各位地址為98H～9FH，可用軟件實現(xiàn)位設(shè)置。當用指令改變SCON的有關(guān)內(nèi)容時，其改變的狀態(tài)將在下一條指令的第一個機器周期的S1P1狀態(tài)發(fā)生作用。如果一次串行發(fā)送已經(jīng)開始，則輸出TB8將是原先的值，不是新改變的值。串行通信的中斷請求：當一幀發(fā)送完成時，內(nèi)部硬件自動置位TI，即TI=1，請求中斷處理；當接收完一幀信息時，內(nèi)部硬件自動置位RI，即RI=1，請求中斷處理。由于TI和RI以“或邏輯”關(guān)系向主機請求中斷，所以主機響應(yīng)中斷時事先并不知道是TI還是RI請求的中斷，必須在中斷服務(wù)程序中查詢TI和RI進行判別，然后分別處理。因此，兩個中斷請求標志位均不能由硬件自動置位，必須通過軟件清零，否則將出現(xiàn)一次請求多次響應(yīng)的錯誤。

電源控制寄存器PCON中的SMOD/PCON.7用于設(shè)置方式1、方式2、方式3的波特率是否加倍。

PCON：電源控制寄存器(不可位尋址)，格式如下：

SMOD：波特率選擇位。當用軟件置位SMOD，即SMOD?=?1時，串行通信方式1、2、3的波特率加倍；當SMOD?=?0時，各工作方式的波特率加倍。復(fù)位時SMOD?=?0。

SMOD0：幀錯誤檢測有效控制位。當SMOD0?=?1時，SCON寄存器中的SM0/FE位用于FE(幀錯誤檢測)功能；當SMOD0?=?0時，SCON寄存器中的SM0/FE位用于SM0功能,和SM1一起指定串行口的工作方式。復(fù)位時SMOD0?=?0。2.串行口數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF

STC89xx系列單片機的串行口緩沖寄存器(SBUF)的地址是99H，實際是兩個緩沖器，寫SBUF的操作完成待發(fā)送數(shù)據(jù)的加載，讀SBUF的操作可獲得已接收到的數(shù)據(jù)。兩個操作分別對應(yīng)兩個不同的寄存器，一個是只寫寄存器，一個是只讀寄存器。

串行通道內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)寄存器。在所有的串行通信方式中，在寫入SBUF信號的控制下，把數(shù)據(jù)裝入相同的9位移位寄存器，前面8位為數(shù)據(jù)字節(jié)，其最低位為移位寄存器的輸出位。根據(jù)不同的工作方式會自動將“1”或TB8的值裝入移位寄存器的第9位，并進行發(fā)送。串行通道的接收寄存器是一個輸入移位寄存器。在方式0時它的字長為8位，其他方式時為9位。當一幀接收完畢，移位寄存器中的數(shù)據(jù)字節(jié)裝入串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF中，其第9位則裝入SCON寄存器中的RB8位。如果由于SM2使得已接收到的數(shù)據(jù)無效，則RB8和SBUF中的內(nèi)容不變。

由于接收通道內(nèi)設(shè)有輸入移位寄存器和SBUF緩沖器，從而能使一幀接收完將數(shù)據(jù)由移位寄存器裝入SBUF后，可立即開始接收下一幀信息，主機應(yīng)在該幀接收結(jié)束前從SBUF緩沖器中將數(shù)據(jù)取走，否則前一幀數(shù)據(jù)將丟失。SBUF以并行方式送往內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。

3.從機地址控制寄存器SADEN和SADDR

為了方便多機通信，STC89C51RC/RD+系列單片機設(shè)置了從機地址控制寄存器SADEN和SADDR。其中SADEN是從機地址掩模寄存器(地址為B9H，復(fù)位值為00H)，SADDR是從機地址寄存器(地址為A9H，復(fù)位值為00H)。

4.與串行口中斷相關(guān)的寄存器IE和IPH、IP

(1)串行口中斷允許位ES位于中斷允許寄存器IE中，中斷允許寄存器的格式如下：

IE：中斷允許寄存器(可位尋址)。

EA：CPU的總中斷允許控制位，EA?=?1，CPU開放中斷；EA?=?0，CPU屏蔽所有的中斷申請。EA的作用是使中斷允許形成多級控制，即各中斷源首先受EA控制，其次還受各中斷源自己的中斷允許控制位控制。

ES：串行口中斷允許位，ES?=?1，允許串行口中斷；ES?=?0，禁止串行口中斷。

(2)串行口中斷優(yōu)先級控制位PS/PSH位于中斷優(yōu)先級控制寄存器IP/IPH中，中斷優(yōu)先級控制寄存器的格式如下：

IPH：中斷優(yōu)先級控制寄存器高(不可位尋址)。

(3)IP：中斷優(yōu)先級控制寄存器低(可位尋址)。

PSH，PS：串口1中斷優(yōu)先級控制位。

當PSH?=?0且PS?=?0時，串口1中斷為最低優(yōu)先級中斷(優(yōu)先級0)；

當PSH?=?0且PS?=?1時，串口1中斷為較低優(yōu)先級中斷(優(yōu)先級1)；

當PSH?=?1且PS?=?0時，串口1中斷為較高優(yōu)先級中斷(優(yōu)先級2)；

當PSH?=?1且PS?=?1時，串口1中斷為最高優(yōu)先級中斷(優(yōu)先級3)。5.2.2STC89C51RC/RD+系列單片機的串行口工作模式

STC89C51RC/RD+系列單片機的串行口有4種工作模式，可通過軟件編程對SCON中的SM0、SM1的設(shè)置進行選擇。其中模式1、模式2和模式3為異步通信，每個發(fā)送和接收的字符都帶有1個啟動位和1個停止位。在模式0中，串行口被作為一個簡單的移位寄存器使用。

1.串行口工作模式0：同步移位寄存器

在模式0狀態(tài)，串行通信工作在同步移位寄存器模式，當單片機工作在6T時，其波特率固定為SYSclk/6。當單片機工作在12T時，其波特率固定為SYSclk/12。串行口數(shù)據(jù)由RXD(RXD/P3.0)端輸入，同步移位脈沖(SHIFTCLOCK)由TXD(TXD/P3.1)輸出，發(fā)送、接收的是8位數(shù)據(jù)，低位在先。

模式0的發(fā)送過程：當主機執(zhí)行將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF指令時啟動發(fā)送，串行口即將8位數(shù)據(jù)以SYSclk/12或SYSclk/6的波特率從RXD管腳輸出(從低位到高位)，發(fā)送完中斷標志TI置“1”，TXD管腳輸出同步移位脈沖(SHIFTCLOCK)。模式0發(fā)送過程如圖5.7所示。圖5.7模式0發(fā)送過程當寫信號有效后，相隔一個時鐘，發(fā)送控制端SEND有效(高電平)，允許RXD發(fā)送數(shù)據(jù)，同時允許TXD輸出同步移位脈沖。一幀(8位)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，各控制端均恢復(fù)原狀態(tài)，只有TI保持高電平，呈中斷申請狀態(tài)。在再次發(fā)送數(shù)據(jù)前，必須用軟件將TI清零。

模式0接收過程：接收時，復(fù)位接收中斷請求標志RI，即RI?=?0，置位允許接收控制位REN?=?1時啟動串行模式0接收過程，啟動接收過程后，RXD為串行輸入端，TXD為同步脈沖輸出端。串行接收的波特率為SYSclk/12或SYSclk/6。模式0接收過程如圖5.8所示。圖5.8模式0接收過程當接收完成一幀數(shù)據(jù)(8位)后，控制信號復(fù)位，中斷標志RI被置“1”，呈中斷申請狀態(tài)。當再次接收時，必須通過軟件將RI清零。

工作于模式0時，必須清零多機通信控制位SM2，使不影響TB8位和RB8位。由于波特率固定為SYSclk/12或SYSclk/6，因此無需定時器提供，直接由單片機的時鐘作為同步移位脈沖。

2.串行口工作模式1：8位UART，波特率可變

當軟件設(shè)置SCON的SM0、SM1為“01”時，串行通信則以模式1工作。此模式為8位UART格式，一幀信息為10位：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位(低位在先)和1位停止位。波特率可變，即可根據(jù)需要進行設(shè)置。TXD(TXD/P3.1)端發(fā)送信息，RXD(RXD/P3.0)端接收信息，串行口為全雙工接收/發(fā)送串行口。模式1的發(fā)送過程：串行通信模式發(fā)送時，數(shù)據(jù)由串行發(fā)送端TXD輸出。當主機執(zhí)行一條寫“SBUF”的指令時就啟動串行通信的發(fā)送，寫“SBUF”信號還把“1”裝入發(fā)送移位寄存器的第9位，并通知TX控制單元開始發(fā)送。發(fā)送各位的定時是由16分頻計數(shù)器同步的。模式1發(fā)送過程如圖5.9所示。

移位寄存器將數(shù)據(jù)不斷右移送TXD端口發(fā)送，在數(shù)據(jù)的左邊不斷移入“0”作補充。當數(shù)據(jù)的最高位移到移位寄存器的輸出位置時，緊跟其后的是第9位“1”，在它的左邊各位全為“0”，這個狀態(tài)條件，使TX控制單元作最后一次移位輸出，然后使允許發(fā)送信號“SEND”失效，完成一幀信息的發(fā)送，并置位中斷請求位TI，即TI?=?1，向主機請求中斷處理。圖5.9模式1發(fā)送過程模式1的接收過程：當軟件置位接收允許標志位REN，即REN?=?1時，接收器便以選定波特率的16分頻的速率采樣串行接收端口RXD，當檢測到RXD端口從“1”到“0”的負跳變時就啟動接收器準備接收數(shù)據(jù)，并立即復(fù)位16分頻計數(shù)器，將1FFH裝入移位寄存器。復(fù)位16分頻計數(shù)器是使它與輸入位時間同步。模式1接收過程如圖5.10所示。圖5.10模式1接收過程

16分頻計數(shù)器的16個狀態(tài)是將1波特率(每位接收時間)均為16等份，在每位時間的7、8、9狀態(tài)由檢測器對RXD端口進行采樣，所接收的值是這次采樣值經(jīng)“三中取二”的值，即3次采樣至少2次相同的值，以此消除干擾影響，提高可靠性。在起始位，如果接收到的值不為“0”(低電平)，則起始位無效，復(fù)位接收電路，并重新檢測由“1”到“0”的跳變。如果接收到的起始位有效，則將它輸入移位寄存器，并接收本幀的其余信息。

接收的數(shù)據(jù)從接收移位寄存器的右邊移入，已裝入的1FFH向左邊移出，當起始位“0”移到移位寄存器的最左邊時，RX控制器作最后一次移位，完成一幀的接收。此時必須滿足以下兩個條件：

(1)?RI?=?0；

(2)?SM2?=?0或接收到的停止位為1。

若以上兩條件同時滿足，則接收到的數(shù)據(jù)有效，實現(xiàn)載入SBUF，停止位進入RB8，置位RI，即RI?=?1，向主機請求中斷；若上述兩條件不能同時滿足，則接收到的數(shù)據(jù)作廢并丟失。無論條件滿足與否，接收器重又檢測RXD端口上的由“1”到“0”的跳變，繼續(xù)下一幀的接收。接收有效，在響應(yīng)中斷后，必須由軟件清零，即RI?=?0。通常情況下，串行通信工作于模式1時，SM2設(shè)置為“0”。串行通信模式1的波特率是可變的，可變的波特率由定時器/計數(shù)器1或獨立波特率發(fā)生器產(chǎn)生。

串行通信模式1的波特率?=?2SMOD32?×?(定時器/計數(shù)器1溢出率)

當單片機工作在12T模式時，定時器1的溢出率?=?(SYSclk/12)/(256-TH1)；

當單片機工作在6T模式時，定時器1的溢出率=(SYSclk/6)/(256-TH1)。

3.串行口工作模式2：9位UART，波特率固定

當SM0、SM1兩位為10時，串行口工作在模式2。串行口工作模式2為9位數(shù)據(jù)異步通信UART模式，其一幀的信息由11位組成：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位(低位在先)，1位可編程位(第9位數(shù)據(jù))和1位停止位。發(fā)送時可編程位(第9位數(shù)據(jù))由SCON中的TB8提供，可通過軟件將SCON中的TB8設(shè)置為1或0，或者可將PSW中的奇/偶校驗位P值裝入TB8(TB8既可作為多機通信中的地址數(shù)據(jù)標志位，又可作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗位)。接收時第9位數(shù)據(jù)裝入SCON的RB8。TXD為發(fā)送端口，RXD為接收端口，以全雙工模式進行接收/發(fā)送。模式2的波特率為

上述波特率可通過軟件對PCON中的SMOD位進行設(shè)置，當SMOD?=?1時，選擇SYSclk/32；當SMOD?=?0時，選擇SYSclk/64，故而稱SMOD為波特率加倍位?？梢?，模式2的波特率基本上是固定的。

模式2接收和發(fā)送時序如圖5.11所示。圖5.11模式2接收和發(fā)送時序圖由時序圖可知，模式2和模式1相比，除波特率發(fā)生源略有不同，發(fā)送時由TB8提供給移位寄存器第9數(shù)據(jù)位不同外，其余功能結(jié)構(gòu)均基本相同，其接收/發(fā)送操作過程及時序也基本相同。

當接收器接收完一幀信息后必須同時滿足下列條件：

(1)?RI?=?0；

(2)?SM2?=?0或者SM2?=?1，并且接收到的第9數(shù)據(jù)位RB8?=?1。當上述兩條件同時滿足時，才將接收到的移位寄存器的數(shù)據(jù)裝入SBUF和RB8中，并置位RI=1，向主機請求中斷處理。如果上述條件有一個不滿足，則剛接收到移位寄存器中的數(shù)據(jù)無效而丟失，也不置位RI。無論上述條件滿足與否，接收器又重新開始檢測RXD輸入端口的跳變信息，接收下一幀的輸入信息。

在模式2中，接收到的停止位與SBUF、RB8和RI無關(guān)。

通過軟件對SCON中的SM2、TB8的設(shè)置以及通信協(xié)議的約定，為多機通信提供了方便。

4.串行口工作模式3：9位UART，波特率可變

當SM0、SM1兩位為11時，串行口工作在模式3。串行通信模式3為9位數(shù)據(jù)異步通信UART模式，其一幀的信息由11位組成：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位(低位在先)，1位可編程位(第9位數(shù)據(jù))和1位停止位。發(fā)送時可編程位(第9位數(shù)據(jù))由SCON中的TB8提供，可通過軟件設(shè)置TB8為1或0，或者可將PSW中的奇/偶校驗位P值裝入TB8(TB8既可作為多機通信中的地址數(shù)據(jù)標志位，又可作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗位)。接收時第9位數(shù)據(jù)裝入SCON的RB8。TXD為發(fā)送端口，RXD為接收端口，以全雙工模式進行接收/發(fā)送。模式3的波特率為

當單片機工作在12T模式時，定時器1的溢出率=(SYSclk/12)/(256-TH1)；

當單片機工作在6T模式時，定時器1的溢出率=(SYSclk/6)/(256-TH1)。

可見，模式3和模式1一樣，可通過軟件對定時器/計數(shù)器1或獨立波特率發(fā)生器的設(shè)置進行波特率的選擇，波特率是可變的。

模式3接收發(fā)送時序如圖5.12所示。圖5.12模式3接收和發(fā)送時序圖模式3和模式1相比，除發(fā)送時由TB8提供給移位寄存器第9數(shù)據(jù)位不同外，其余功能結(jié)構(gòu)均基本相同，其接收和發(fā)送操作過程及時序也基本相同。

當接收器接收完一幀信息后必須同時滿足下列條件：

(1)?RI?=?0；

(2)?SM2?=?0或者SM2=1，并且接收到的第9數(shù)據(jù)位RB8?=?1。當上述兩條件同時滿足時，才將接收到的移位寄存器的數(shù)據(jù)裝入SBUF和RB8中，并置位RI=1，向主機請求中斷處理。如果上述條件有一個不滿足，則剛接收到移位寄存器中的數(shù)據(jù)無效而丟失，也不置位RI。無論上述條件滿足與否，接收器又重新開始檢測RXD輸入端口的跳變信息，接收下一幀的輸入信息。

在模式3中，接收到的停止位與SBUF、RB8和RI無關(guān)。

通過軟件對SCON中的SM2、TB8的設(shè)置以及通信協(xié)議的約定，為多機通信提供了方便。5.2.3串行通信中波特率的設(shè)置

波特率(Baudrate)即調(diào)制速率，指的是信號被調(diào)制以后在單位時間內(nèi)的變化，即單位時間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對符號傳輸速率的一種度量，1波特即指每秒傳輸1個符號。

STC89C51RC/RD+系列單片機串行通信的波特率隨所選工作模式的不同而異，對于工作模式0和模式2，其波特率與系統(tǒng)時鐘頻率SYSclk和PCON中的波特率選擇位SMOD有關(guān)，而模式1和模式3的波特率除與SYSclk和PCON位有關(guān)外，還與定時器/計數(shù)器1或BRT獨立波特率發(fā)生器設(shè)置有關(guān)。通過對定時器/計數(shù)器1或BRT獨立波特率發(fā)生器的設(shè)置，可選擇不同的波特率，所以這種波特率是可變的。串行通信模式0，其波特率與系統(tǒng)時鐘頻率SYSclk有關(guān)：

串行通信工作模式2，其波特率除與SYSclk有關(guān)外，還與SMOD位有關(guān)。其基本表達式為：

當SMOD?=?1時，模式0波特率?=波特率?=當SMOD?=?0時，

當SYSclk選定后，通過軟件設(shè)置PCON中的SMOD位，可選擇兩種波特率。所以，這種模式的波特率基本固定。

串行通信模式1和3，其波特率是可變的：波特率?=?×?SYSclk模式1、3波特率?=

×?(定時器/計數(shù)器1的溢出率或BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率)當單片機工作在12T模式時定時器1的溢出率?=?當單片機工作在6T模式時定時器1的溢出率?=?通過對定時器/計數(shù)器1和BRT獨立波特率發(fā)生器的設(shè)置，可靈活地選擇不同的波特率。在實際應(yīng)用中多選用串行模式1或串行模式3。顯然，為選擇波特率，關(guān)鍵在于定時器/計數(shù)器1和BRT獨立波特率發(fā)生器的溢出率的計算。

在實際應(yīng)用中，定時器/計數(shù)器1通常采用方式2，TH1和TL2為兩個8位自動重裝計數(shù)器，操作方便。

因此可以推導出定時器1的初值公式，即當SMOD?=?0時

當SMOD?=?1時定時器1初值?=?256?-定時器1初值?=?256?-5.2.4串行口使用步驟

串行口使用步驟如下：

(1)設(shè)置串行口工作模式與波特率是否倍速；

(2)根據(jù)波特率計算公式，計算定時器1的初值；

(3)確定定時工作方式；

(4)啟動定時器；

(5)使用串口中斷方式，需要對相關(guān)中斷源進行設(shè)置，也可以使用查詢方式；

(6)向SBUF寫入數(shù)據(jù)，也可以讀SBUF收到的數(shù)據(jù)。

5.3串行口應(yīng)用舉例

【例5.1】采用查詢方式，在圖5.13中，編寫單片機向串口發(fā)送數(shù)據(jù)(00～FF)程序。

解析：

由于Proteus軟件的虛擬串口中，集成了RS232-TTL功能，因此可以省略掉實際硬件電路中的MAX232芯片，然后選擇虛擬終端，并對其進行設(shè)置。

特別需要注意的是，在進行串行口通信時，需要對單片機的時鐘頻率進行設(shè)置，否則在運行仿真的過程中會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準確的情況。設(shè)置時，雙擊單片機，將時鐘頻率改為11.0592?MHz。如圖5.14所示。圖5.13串行口收發(fā)圖5.14單片機晶振設(shè)置程序代碼如下：

#include<reg52.h>

voiddelay_10ms(unsignedintz)

{

unsignedintx,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=1150;y>0;y--);

}

voidmain()

{ unsignedinti=0;

SCON=0x40; //設(shè)置串口工作模式，方式1 PCON=0x80; //波特率倍速，SMOD=1

TMOD=0x20; //定時器1，方式2

TH1=256-11059200/16/12/9600; //定時器1賦初值

TL1=256-11059200/16/12/9600;

TR1=1; //啟動定時器

while(1)

{ /*采用查詢方式發(fā)送*/

SBUF=i;

while(TI==0); //查詢TI狀態(tài)

TI=0; //軟件復(fù)位TI

i++;

delay_10ms(5);

}在Proteus仿真運行后，可以通過虛擬終端觀察結(jié)果，如圖5.15所示。

如果仿真運行后，沒有彈出虛擬終端窗口，可右鍵單擊虛擬終端，選擇“VirtualTerminal”項即可，如圖5.16所示。圖5.15運行結(jié)果圖5.16打開虛擬終端

【例5.2】利用串口調(diào)試助手向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機將收到的數(shù)據(jù)再返回一個同樣的數(shù)據(jù)。

程序代碼如下：

#include<reg52.h>

voidmain()

{

TMOD=0x20;

TH1=0xfd;

TL1=0xfd;

TR1=1;

SM0=0; SM1=1;

REN=1;

EA=1;

ES=1;

while(1);

}

voidserial()interrupt4

{

unsignedchari;

if(RI==1) {

RI=0;

P1=0x0f;

i=SBUF;

SBUF=i;

while(!TI);

TI=0;

}

}

【例5.3】試用2片單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。單片機1將A/D采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，發(fā)送給單片機2，單片機2接收后，把接收到的數(shù)據(jù)在8位LED上顯示。說明：AD芯片使用ADC0804。

解析：

(1)硬件電路設(shè)計。在本題目中，實際上就是完成從一個單片機(單片機1)向另外一個單片機(單片機2)發(fā)送數(shù)據(jù)，然后單片機2將收到的數(shù)據(jù)以二進制的形式，在8位LED顯示出來。首先我們來完成數(shù)據(jù)發(fā)送部分電路的設(shè)計，在項目四中，我們詳細地介紹了ADC0804的特性及其使用方法，因此，在本項目中，我們可以直接參考項目四中的電路，進行少量的修改就可以滿足要求，如圖5.17所示。

其次我們來完成接收端電路的設(shè)計，接收端電路需要有8位LED，我們?nèi)匀豢梢越梃b之前所學習過的電路，如圖5.18所示。圖5.17數(shù)據(jù)采集與發(fā)送圖5.18數(shù)據(jù)接收部分數(shù)據(jù)發(fā)送電路和數(shù)據(jù)接收電路都已經(jīng)完成了，接下來就是如何讓這兩部分能夠相互“交流”。通過前面的介紹可知，單片機P3.0和P3.1分別是串行口輸入和串行口輸出。要想使發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)在接收端接收，發(fā)送部分和接收部分就要相互對應(yīng)，即數(shù)據(jù)發(fā)送部分的P3.0連接到數(shù)據(jù)接收部分的P3.1，同時將數(shù)據(jù)發(fā)送部分的P3.1連接到數(shù)據(jù)接收部分的P3.0就可以滿足要求。因此整體原理圖如圖5.19所示。

(2)程序代碼如下：

①發(fā)送端程序：

#include<reg52.h>

sbitCS=P0^0; //定義片選端

sbitINTR=P0^1; //定義中斷請求信號輸出

unsignedintresult;

voiddelay_ms(unsignedcharz) //ms級帶參數(shù)延時函數(shù)

{

unsignedcharx,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=0;y<110;y++);

}

voidinit()