第6章80C51單片機串行口計算機串行通信基礎6.180C51單片機串行口6.280C51單片機串行口應用6.3/10/10180C51單片機串行口第1頁6.1計算機串行通信基礎通信：并行通信與串行通信

并行通信特點：傳送控制簡單、速度快，但傳輸線較多，成本高。/10/10280C51單片機串行口第2頁

串行通信特點：傳送控制復雜、速度慢，傳輸線少，成本低/10/10380C51單片機串行口第3頁異步通信與同時通信收、發設備時鐘獨立，以字符(幀)為單位傳輸

6.1.1串行通信基本概念異步通信

/10/10480C51單片機串行口第4頁

異步通信幀格式起始位（１位）；數據位（８位）；奇偶校驗位（１位，可無校驗位）；停頓位（１位）。

特點易于實現效率不高同時通信（發、收時鐘直接連接，效率高。板內元件間SPI接口）

/10/10580C51單片機串行口第5頁串行通信傳輸方向單工

半雙工

全雙工80C51有1個全雙工串行口

/10/10680C51單片機串行口第6頁信號調制與解調DTE：數據終端設備DCE：數據通信設備調制解調器調制解調/10/10780C51單片機串行口第7頁串行通信錯誤校驗奇偶校驗

發送字符時，數據位尾隨1位奇偶校驗位（1或0）。奇校驗時，數據中“1”個數與校驗位“1”個數之和應為奇數；偶校驗時，數據中“1”個數與校驗位“1”個數之和應為偶數。接收字符時，對“1”個數進行校驗，若發覺不一致，則說明傳輸數據過程中出現了差錯。

/10/10880C51單片機串行口第8頁代碼和校驗

發送方將所發數據塊求和（或各字節異或），產生校驗和字節附加到數據塊末尾。接收方在接收數據時要對數據塊（除校驗字節外）求和（或各字節異或），將所得結果與收到“校驗和”進行比較，相符則無差錯，不然就認為傳送過程出現了差錯。/10/10980C51單片機串行口第9頁傳輸速率與傳輸距離傳輸速率比特率：每秒鐘傳送信息量。單位：位／秒（bps）波特率：每秒鐘傳送碼元數目，單位：波特（Baud）

基帶傳輸（每個碼元帶有“1”或“0”這1bit信息，傳碼率與傳信率相同），波特率和比特率是相同。

慣用波特率為：2400、4800、9600、14.4K、19.2K等

傳輸距離與傳輸速率關系傳輸距離隨波特率增加而減小。/10/101080C51單片機串行口第10頁6.1.2串行通信接口標準RS-232C定義是DTE與DCE間接口標準。機械特征DB-25（陽頭）連接器DB-9（陽頭）連接器陽頭通慣用于計算機側，陰頭用于連接線側

/10/101180C51單片機串行口第11頁功效特征插針序號信號名稱功效信號方向1

PGND保護接地

2（3）TXD發送數據（串行輸出）DTE→DCE

3（2）RXD接收數據（串行輸入）DTE←DCE

4（7）RTS請求發送DTE→DCE

5（8）CTS允許發送DTE←DCE

6（6）DSRDCE就緒（數據建立就緒）DTE←DCE

7（5）

SGND信號接地

8（1）DCD載波檢測DTE←DCE

20（4）DTRDTE就緒（數據終端準備就緒）DTE→DCE

22（9）RI振鈴指示DTE←DCE/10/101280C51單片機串行口第12頁電氣特征RS-232C采取負邏輯電平，要求（-3～-25V）為邏輯“1”，（+3～+25V）為邏輯“0”。-3V～+3V是未定義過渡區。試比較：電平轉換電路（如MAX232）。

/10/101380C51單片機串行口第13頁過程特征遠程通信，需要調制解調器/10/101480C51單片機串行口第14頁近程通信，不需要調制解調器無聯絡線方式聯絡線短接（偽連接）方式

/10/101580C51單片機串行口第15頁

RS-232C電平與TTL電平轉換驅動電路早期慣用MC1488、MC1489

近期慣用MAXM232：

片內帶有自升壓電路僅需+5V電源內含2個發送器，2個接收器

/10/101680C51單片機串行口第16頁采取RS-232C接口存在問題傳輸距離短、速率低

通常不超出15米，速率20Kbps

有電平偏移

RS-232收發共地，地電流會使電平偏移出現邏輯錯誤。抗干擾能力差

RS-232慣用單端輸入，易混入干擾。（故用大擺幅）新標準RS-485改進了傳輸特征，應用廣泛！

/10/101780C51單片機串行口第17頁6.2

80C51單片機串行口6.2.180C51串行口結構1個全雙工串口：通信或接口擴展

接收發送緩沖器邏輯同名、物理分開；接收雙緩沖。

/10/101880C51單片機串行口第18頁6.2.280C51串行口控制存放器串行口控制存放器SCONSM0和SM1：工作方式選擇位76543210SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI字節地址：98HSM0SM1方式說明波特率000移位存放器fosc/1201110位UART（8位數據）可變10211位UART（9位數據）fosc/64或fosc/3211311位UART（9位數據）可變/10/101980C51單片機串行口第19頁SM2：多機通信控制位SM2=1時,接收機處于地址幀篩選狀態。若RB8＝1，該地址幀信息可進入SBUF，并使RI為1，進而在中止服務中再進行地址號比較;若RB8＝0，該幀不是地址幀，應丟掉，且保持RI=0。SM2=0時，接收機處于地址幀篩選被禁止狀態。不論收到RB8為0或1，均能夠使收到信息進入SBUF，并使RI=1。此時RB8通常為校驗位。REN：串行接收使能位，軟件置1時，開啟接收過程/10/102080C51單片機串行口第20頁TB8：多機方式發送第9位多機方式地址/數據幀標志。也可作為奇偶校驗位。

RB8：多機方式接收第9位多機方式地址/數據幀標志。也可作為奇偶校驗位。

TI：發送中止標志位，要由軟件清0RI：接收中止標志位，要由軟件清0/10/102180C51單片機串行口第21頁電源控制存放器PCONSMOD：波特率倍增位。在串行口方式1、方式2、方式3時，波特率與SMOD相關，當SMOD=1時，波特率提升一倍。復位時，SMOD=0。

76543210PCONSMOD字節地址：97H/10/102280C51單片機串行口第22頁6.2.380C51串行口工作方式方式0：同時移位存放器，用于擴展并行口RXD：輸入或輸出引腳TXD：移位脈沖輸出接收和方式都是8位波特率固定為：fosc/12/10/102380C51單片機串行口第23頁數據輸出：

CLR用于對74LS164清0

/10/102480C51單片機串行口第24頁數據輸入：

S/L負脈沖將并行數據裝入，高電平時開啟單片機進行數據輸入。

/10/102580C51單片機串行口第25頁方式1：10位幀，用于雙機通信起始位：1位數據位：8位停頓位：1位/10/102680C51單片機串行口第26頁串行發送：（寫SBUF開啟發送過程）

串行接收：(置REN=1開啟接收過程)

/10/102780C51單片機串行口第27頁方式2和方式3：11位幀，用于多機通信起始位：1位數據位：9位停頓位：1位/10/102880C51單片機串行口第28頁串行發送：（寫SBUF開啟發送過程）

串行接收：(置REN=1開啟接收過程)

/10/102980C51單片機串行口第29頁6.2.480C51波特率確定與初始化步驟波特率確定波特率計算固定波特率：

方式0波特率=fosc/12

方式2波特率=（2SMOD/64）*

fosc可變波特率：

方式1波特率=（2SMOD/32）*（T1溢出率）

方式3波特率=（2SMOD/32）*（T1溢出率）

T1溢出率=fosc/{12×[256－（TH1）]}/10/103080C51單片機串行口第30頁波特率選擇波特率要選擇標稱值，因為TH1初值是整數，為了減小波特率計算誤差，晶振頻率要選為11.0592MHz。

方式1和方式3波特率與TH1初值對應關系：

波特率/（b/s）19.2k9600480024001200TH1初值FDHFDHFAHF4HE8HSMOD10000/10/103180C51單片機串行口第31頁串行口初始化步驟確定T1工作方式（TMOD）計算T1初值，裝載TH1、TL1開啟T1（置位TR1）確定串行口工作方式（SCON）串口中止設置（IE、IP）/10/103280C51單片機串行口第32頁6.3

80C51單片機串行口應用6.3.1利用單片機串口并行I/O擴展串口無通信需求時！/10/103380C51單片機串行口第33頁硬件連接近程連接（直連）6.3.2單片機與單片機間通信遠程連接(電平轉換)/10/103480C51單片機串行口第34頁電平轉換器件與接線/10/103580C51單片機串行口第35頁通信協議串口方式1，2400Baud，T1定時方式2，晶振選11.0592MHz，查表知：TH1=TL1=F4H，SMOD=0A機發“E1”聯絡，B機同意接收發“E2”響應A機收到“E2”后，發數據塊及校驗字節。B機接收數據塊及校驗字節，判傳輸是否正確正確時向A機發送“00H”，不然發送“FFH”A機接收到“00H”則此次傳輸結束。不然重新傳輸數據/10/103680C51單片機串行口第36頁流程圖/10/103780C51單片機串行口第37頁6.3.3單片機與PC機間通信硬件連接

直接連接交叉連接/10/103880