串行口通信原理及操作流程

1、串行口通信原理及操作流程 51單片機(jī)的串行口是一個(gè)可編程全雙工的通信接口，具有UART（通用異步收發(fā)器）的全部功能，能同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可以作為同步移位寄存器使用。 51單片機(jī)的串行口主要由兩個(gè)獨(dú)立的串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF（發(fā)送緩沖寄存器和接收緩沖寄存器）和發(fā)送控制器、接收控制器、輸入移位寄存器及若干控制門(mén)電路組成。 51 單片機(jī)可以通過(guò)特殊功能寄存器SBUF隊(duì)串行接收或串行發(fā)送寄存器進(jìn)行訪問(wèn)，兩個(gè)寄存器共用一個(gè)地址99H，但在物理上是兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，由指令操作決定訪問(wèn)哪一個(gè)寄存器。執(zhí)行寫(xiě)指令時(shí)訪問(wèn)串行發(fā)送寄存器；執(zhí)行讀指令時(shí)，訪問(wèn)串行接收寄存器。（接收器具有雙緩沖結(jié)構(gòu)，即在接

2、收寄存器中讀出前一個(gè)已接收到的字節(jié)之前，便能接收第二個(gè)字節(jié)，如果第二個(gè)字節(jié)已接收完畢，而第一個(gè)字節(jié)還沒(méi)有讀出，則將丟失其中一個(gè)字節(jié)，編程時(shí)應(yīng)引起注意。對(duì)于發(fā)送器，因?yàn)槭怯?cpu控制的，所以不需要考慮。 與串行口緊密相關(guān)的一個(gè)特殊功能寄存器是串行口控制寄存器SCON，它用來(lái)設(shè)定串行口的工作方式、接收/發(fā)送控制以及狀態(tài)標(biāo)志等。 串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為98H，可位尋址，單片機(jī)復(fù)位時(shí)SCON全部被清零。 位序號(hào) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號(hào) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 T1 R1 SM0,SM1為

3、工作方式選擇位。串行口有四種工作方式，它們由SM0、SM1設(shè)定。其中方式一最為常用。 SM2為多機(jī)通信控制位。 REN為允許串行接收位。 TB8為方式2、3中方式數(shù)據(jù)的第九位。 RB8為方式2、2中接收數(shù)據(jù)的第九位。 TI為發(fā)送中斷標(biāo)志位，在方式0時(shí)，當(dāng)串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，或在其他方式，串行發(fā)送停止位的開(kāi)始時(shí)，由內(nèi)部硬件使TI置一，向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)。在中斷服務(wù)程序中，必須使用軟件將其清零，取消此中斷申請(qǐng)。 RI為接收中斷標(biāo)志位。在方式0時(shí)，當(dāng)串行接收第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，或在其他方式，串行接收停止位的中間時(shí)，由內(nèi)部硬件使RI置一，向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)。在中斷服務(wù)程序中，必須使用軟件將其清

4、零，取消此中斷申請(qǐng)。 串口工作方式1簡(jiǎn)介（0、2、3以后再說(shuō)），串行口方式傳送1幀數(shù)據(jù)共10位，其中一位起始位（0），八位數(shù)據(jù)位（最低位在前，高位在后），一位停止位（1）。幀與幀之間可以有空閑，也可以無(wú)空閑。TXD（P3.1）位數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，RXD（P3.0）為數(shù)據(jù)接收引腳。其傳輸波特率是可變的，對(duì)于51單片機(jī)，波特率由定時(shí)器1的溢出率決定。 串行口方式1編程與實(shí)現(xiàn) 當(dāng)數(shù)據(jù)被寫(xiě)入SBUF寄存器后，單片機(jī)自動(dòng)開(kāi)始從起始位發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送到停止位的開(kāi)始時(shí)，由內(nèi)部硬件使TI置1，向CPU申請(qǐng)中斷，接下來(lái)可在中斷服務(wù)程序中做相應(yīng)的處理，也可選擇不進(jìn)入中斷。 用軟件置REN為1時(shí)，接收器以所選擇波特率的1

5、6倍速率采樣RXD引腳電平，檢測(cè)到RXD引腳輸入電平發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，則說(shuō)明起始位有效，將其移入輸入移位寄存器，并開(kāi)始接收這一幀信息的其余位。接收過(guò)程中，數(shù)據(jù)從移位寄存器右邊移入，起始位移至輸入移位寄存器最左邊時(shí)，控制電路進(jìn)行最后一次移位。當(dāng) RI=0，且SM2=0（或接收到的停止位為1時(shí)），將接收到的9位數(shù)據(jù)的前8位數(shù)據(jù)裝入接收SBUF，第9位（停止位）進(jìn)入RB8，并置RI=1，向 CPU請(qǐng)求中斷。 在具體操作串口之前需要對(duì)單片機(jī)的一些與串口有關(guān)的特殊功能寄存器進(jìn)行初始化設(shè)置，主要是設(shè)置產(chǎn)生波特率的定時(shí)器1、串行口控制和中斷控制。具體步驟如下： 1. 確定T1的工作方式（編程TMOD寄存器） 2

6、. 計(jì)算T1的初值，載入TH1、TL1 3. 啟動(dòng)T1（編程TCON中的TR1位） 4. 確定串行口工作方式（編程SCON寄存器） 5. 串行口工作在中斷方式時(shí)，要進(jìn)行中斷設(shè)置（編程IE，IP） /* 實(shí)現(xiàn)功能： RS232通信(串口通信） */ #include; #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar flag; uchar date; void init() TMOD=0X20;/定時(shí)器1工作方式2 TH1=0xfd;/9600 TH0=0xfd;/9600 TR1=1;/啟動(dòng)定時(shí)器1 REN=1;/允許串口接收 SM0=0;/設(shè)定串口工作方式1 SM1=1;/設(shè)定串口工作方式1 EA=1; /開(kāi)總中斷 ES=1;/開(kāi)串口中斷 void main() init(); while(1) if(flag=1) ES=0; /關(guān)閉串口中斷 P1=date; SBUF=date; while(!TI);/等待串行發(fā)送停止位的開(kāi)始,TI=1，