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第7章 串行通信接口 AT89S51具有一个全双工的串行口，可以通过编程设定为4种工作方式。串行接口是单片机和外界通信的纽带，在数据传、人机接口设计等方面起着重要作用。 本章的主要内容有：串行通信中的基本概念，RS232C接口标准，波特率计算，串行口应用，MAX487多机通信等。 7.1 串行通信方式简介 在单片机内，目前所使用的串行通信接口的种类很多，如UART、IIC、SPI、USB等。不同型号的单片机内使用的串行通信接口不同，如AT89系列单片机内使用的是UART，C8051F系列单片机内有的使用UART和SPI，有的使用UART和USB等等。 7.2 51单片机的串行通信7.2.1 串口接口的数据传输方式 1、异步传输方式 所谓数据异步传输方式，就是指通信双方事先约好需要传输数据的格式、传输的速度，通过一条线路实现从一方到达另一方的数据传送，如果需要数据的双向传输，可以再增加一条通信线路。 图7.2.1 数据异步传输格式 数据异步传输的特点是：数据在线路上的传送不连续，传送时字符间隔不固定。各个字符可以是连续传送，也可以是间断传送，这完全取决于通信协议或双方的约定。间断传送时，在停止位后，线路上自动保持为“1”，表示通信总线“空闲”。 2、同步传输方式 所谓同步传输方式，是指通信双方同时使用两条通信线，其中一条用于产生时钟，并且要求发送和接收的双方必须保持完全同步（一般情况下，时钟信号由发送端提供），另一条用于传送数据，如果需要同时双向数据传输，则需要再添加两条通信线，但是MSC-51系列单片机不支持同时的双向数据同步传输，所以只能进行分时复用。 数据格式：同步传输时，数据是以数据块的形式进行传输的，每个数据块包括同步字符、数据和校验字符， 7.2.2 串行接口寄存器  （1）串口控制寄存器SCON SCON寄存器的8个状态位，规定了MCS-51串行通信的方式和功能，其方式和功能由寄存器SCON 来进行设置，可选择通讯模式，允许接收，检查状态位。SCON 的结构如下表 SCON 的结构 SCON各个位的定义和功能说明 （2）电源控制寄存器PCON 对PCON来说只有最高位SMOD对串口通信产生影响，那就是如果SMOD=0，波特率为原值。SMOD=1，波特率提高一倍。该寄存器不能进行位寻址，所以只能进行整字节操作。PCON的结构见表 PCON的结构 7.2.3 串行口的工作方式 1、UART 方式0 方式0 时，UART 作为一个8位的移位寄存器使用，波特率为Fosc/12。数据由RXD 从低位开始收发，TXD 用来发送同步移位脉冲。因此，方式0不支持全双工。这种方式可用来和某些具有8位串行口的EEPROM器件通讯。 当向SBUF 写入字节时，开始发送数据。数据发送完毕时，TI位将置位。置位REN时，将开始接收数据，接收完8位数据时，RI 位将置位。方式0的输出时序图如图7.2.3所示。 输入时序图如图7.2.4所示 2、 UART 方式1 方式1是10位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图8.2.5所示。其中1位起始位，8位数据位，1位停止位。 3、 UART 方式2和方式3 方式2或方式3为11位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚。传送一帧数据的格式如图7.2.8所示。 7.2.4 波特率的计算 串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移位时钟的来源不同，所以各种方式的波特率计算公式也不相同。 方式0的波特率 = Fosc/12 方式2的波特率 =（ ）· Fosc 方式1的波特率 =（ ）·（定时器溢出率） 方式3的波特率 =（ ）·（定时器溢出率） 当T1作为波特率发生器时，最典型的用法是使T1工作在自动再装入的8位定时器方式（即方式2，且TCON的TR1=1，以启动定时器）。这时溢出率取决于TH1中的计数值。 T1 溢出率 =Fosc /{12×[256 －（TH1）]} 7.3 RS-232标准及应用 RS-232接口标准简述 目前RS-232是PC与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，其中EIA（Electronic Industry Association）代表美国电子工业协会，RS代表推荐标准，232是标识号。RS-232被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准。一个完整的RS-232接口有22根线，采用标准的25芯插头座（DB25）。除此之外，目前广泛应用的还有一种9芯的RS-232