51单片机串行通信UART

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1、5.3串行口UART根据CPU与外设之间连线结构和数据发送方式的不同，可将通信分为并行通信和串行通信两种基本方式。图4-20基本通信方式(a)并行通信；(b)串行通信1.串行通信的种类根据数据传输方式的不同，可将串行通信分为同步通信和异步通信。同步通信是一种数据连续传输的串行通信方式。在这种通信方式中，数据块内各字节数据之间没有间隙，传输效率高，但发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)，且数据块的长度越大，对同步的要求就越高。同步通信是一种数据连续传输的串行通信方式。在这种通信方式中，数据块内各字节数据之间没有间隙，传输效率高，但

2、发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)，且数据块的长度越大，对同步的要求就越高。典型的同步通信数据帧格式如下所示：异步通信的特点是每次只传送一个字，每个字由起始位(规定为0电平)、数据位、奇偶校验位和停止位(规定为1电平)组成，典型的异步通信数据帧格式如下所示：2.波特率在串行通信系统中常用波特率来衡量通信的快慢。波特率的含义是每秒中传送的二进制数码的位数，单位是位/秒(b/s或Kb/s)，简称“波特”。3.串行通信数据的传输方向根据串行通信数据的传输方向，可将串行通信系统分为单工方式、半双工方式和全双工方式。一方发送，另一方

3、接收，就构成了“单工”通信方式；分时收、发数据(即发送时，不接收；接收时，不发送)，就构成了“半双工”通信方式。同时接收和发送，就构成了“全双工”通信方式。图4-21数据传输方式(a)单工方式；(b)半双工方式；(c)全双工方式4.串行通信接口的种类根据串行通信格式及约定(如同步方式、通信速率、信号电平等)的不同，派生出不同的串行通信接口标准，如常见的RS-232、RS-422、RS-485、IEEE1394、I2C、SPI(同步通信)、USB(通用串行总线接口)和CAN总线接口等。5.3.1串行口的组成和特性主要由两个物理上完全独立

4、的串行接收缓冲器和串行发送缓冲器、接收控制器(包括输入移位寄存器)、发送控制器及发送门电路等部件组成，串行数据从TXD(P3.1)引脚输出，从RXD(P3.0)引脚输入，其内部结构如下图所示。MCS-51串行通信接口内部结构在MCS-51芯片中，串行接收缓冲器和串行发送缓冲器使用同一特殊功能寄存器名SBUF(字节地址为99H)，但它们是两个不同的寄存器。由于串行接收缓冲器只能读出，不能写入，因此读SBUF寄存器时，操作对象是串行接收缓冲器；而串行发送缓冲器正好相反，即只能写入，不能读出，因此写SBUF寄存器时，操作对象是串行发送缓冲器。

5、在MCS-51中，与串行通信控制有关的寄存器为串行通信接口控制寄存器SCON(选择串行通信接口工作方式)和电源控制寄存器PCON的SMOD1位(发送、接收波特率倍增控制位)。一、串行通信接口控制寄存器SCON字节地址98H，可位寻址图4-23SCON各位含义（1）SM0、SM1——串行口4种工作方式的选择位SM0SM1方式功能说明000同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口）0118位异步收发，波特率可变（由定时器控制）1029位异步收发，波特率为fosc/64或fosc/321139位异步收发，波特率可变（由定时器控制）（2）SM2——多

6、机通信控制位用于方式2或方式3中。当串行口以方式2或方式3接收时，如果SM2=1，只有当接收到的第9位数据（RB8）为“1”时，才将接收到的前8位数据送入SBUF，并置“1”RI，产生中断请求；当接收到的第9位数据（RB8）为“0”时，则将接收到的前8位数据丢弃。如果SM2=0，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都将前8位数据送入SBUF中，并置“1”RI，产生中断请求。方式1时，如果SM2=1，则只有收到停止位时才会激活RI。方式0时，SM2必须为0。（3）REN——允许串行接收位由软件置“1”或清“0”。REN=1允许串行口接收数据。

7、REN=0禁止串行口接收数据。（4）TB8——发送的第9位数据方式2和3时，TB8是要发送的第9位数据，可作为奇偶校验位使用，也可作为地址帧或数据帧的标志。=1为地址帧,=0为数据帧（5）RB8——接收到的第9位数据方式2和3时，RB8存放接收到的第9位数据。在方式1，如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。（6）TI——发送中断标志位方式0时，串行发送第8位数据结束时由硬件置“1”，其它工作方式，串行口发送停止位的开始时置“1”。TI=1，表示一帧数据发送结束，可供软件查询，也可申请中断。CPU响应中断后,向SBU

8、F写入要发送的下一帧数据。TI必须由软件清0。（7）RI——接收中断标志位方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置1。其它工作方式，串行接收到停止位时，该位置“1”。RI=1，