8051串口通信

移位寄存器集成到单片机中，数据按位顺序一次传输一个比特

传输控制

时钟脉冲的控制，发送数据的频率

发送数据时：
发送时钟的下降沿将数据串行移位输出
接收数据时：
接收时钟的上升沿开始对数据位采样

串行通信的结构

特殊功能寄存器：

1. 引脚

并行 IO 口的 P3 口
数据接收 RXD Receive Data
数据发送 TXD Transmit Data
RXD -- TXD TXD -- RXD

2. 发送接收

发送电路
发送缓冲器 SBUF 99H
Transmit Buffer 只能写入
MOV SBUF，A 发送

接收电路
接收缓冲器 SBUF 99H
Receive Buffer 只能读出
MOV A，SBUF 接收

名字和地址均相同，都为 8 位寄存器
但是实际上（物理上）有两个 SBUF
通过程序的先后位置，区别 SBUF

输出逻辑电路，一位一位送走
输入移位寄存，实现数据接收

3. 控制寄存器

串行口控制寄存器 SCON
电源控制寄存器 PCON

串行通信的方式

异步通信

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART)
只需一对传输线，大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信

异步通信以帧为单位 Frame
一帧数据由四部分组成

起始位	数据位	校验位	终止位
0	SBUF	TB8	1

起始位 0，终止位 1
为硬件的设置, 由硬件发送，无需软件设值
发送接收数据的第九位为校正位

速率指标

波特率/比特数：Baud Rate
每秒钟发送二进制数码的位数 bits per second
以位/秒为单位记作，即b/s 记为 bps

波特率：

\begin{array}{r} \frac{2^{S M O D}}{32} \times \frac{f_{o s c}}{12 \times (256 - X)} \end{array}

$X$ 为定时器设置的初值
$f_{o s c}$ 为外部晶振振荡的频率
本质上是不断地分频

11.0592M 分频 当外部晶振 $f_{o s c} = 11.0592 M H z$ 时
国际上规定的标准串行传输波特率系列为 110、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400

波特率（BPS）	晶振频率（MHZ）	定时器初值
1200	11.0592	0E8H
2400	11.0592	0F4H
4800	11.0592	0FAH
9600	11.0592	0FDH
19200	11.0592	0FEH

串行口控制寄存器 SCON

Serial Control Register 98H

9FH	9EH	9DH	9CH	9BH	9AH	99H	98H
SM0	SM1	SM2	REN	TB8	RB8	TI	RI
工作方式控制	工作方式控制	多机通信控制	串口接收允许	存放发送数据的第9位	用于存放接收数据的第9位	发送中断标志	接收中断标志

TI 发送中断标志
Transmit Interrupt Flag
发送缓冲器SBUF已空(=1) Empty
需要软件清零做好下一次发送准备

RI 接收中断标志
Receive Interrupt Flag
接收缓冲器SBUF已满(=1) Full
需由软件清零做好下一次接收准备

硬件自动置 1 ，标识数据发送/接受完成
软件手动置 0，为下一次发送/接受做准备

REN 串口接收允许控制位
1 允许接收
0 禁止接收

SM2 多机通信控制位
单片机组网
1 允许多机通信
0 单机对单机通信

SM0 SM1 工作方式控制位
数据选择器编码选择
0 0 方式 0
同步移位寄存器
不作为串口通信

0 1 方式 1
10 位异步收发
波特率由定时器控制

1 0 方式 2
11位异步收发
fosc/32 fosc/64 波特率固定，无需定时器

1 1 方式 3
11 位异步收发
波特率由定时器控制

电源控制寄存器 PCON

Power Control Register 87H
串行通信只使用最高位 SMOD

1 波特率加倍
0 波特率不变

串行通信工作方式 1

内部定时计数器
定时器 1 模式 2 产生串行通信的时钟控制脉冲
自动重装载
TMOD 0010 0000

程序设计

基本的工作原理

发送数据的过程

内部数据并行写入 SBUF
数据串行移位送出
中断标志位 TI 硬件置 1
CPU 响应中断
TI 软件清零，写入下一数据

接收数据的过程

外界数据串行送入移位寄存器
数据并行送入 SBUF
标志位 RI 硬件置 1
CPU 响应中断
RI 软件清零，读入下一数据

串行通信的时钟控制脉冲
通过定时器1模式2 方式产生


TMOD=0x20;   //定时器1  模式2工作方式
TL1=0xF4;    //设置串行波特率 2400BPS
TH1=0xF4;    //自动重装载
PCON=0x00;   //无倍数  2^0
SCON=0x50;   //0101 0000  串行通信方式1
TR1=1;       //启动定时器1

两个单片机采用点对点通讯；
单片机工作晶振频率为 11.0592MHz, 串行通信波特率为 2400b/s 。
发送机发送数字 0-9；
接收机接收到数据后将数据回传给发送机，并将接收数据在本机 P1 口显示；
发送机将接收到数据与已经发送数据比较，如果两个数据相等，则确认接收数据正确，并将发送数据通过 P1 口显示；
如果比较后确认数据不等，则在 P1 口显示数字 E

//发送程序
#include<reg51.h>
unsigned char m=0,k=0;
unsigned char dat[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
void main(void)
{
	 TMOD=0x20;   //定时器1  模式2工作方式
	 TL1=0xF4;    //设置串行波特率 2400BPS
	 TH1=0xF4;    //自动重装载
	 PCON=0x00;   //无倍数  2^0
	 SCON=0x50;   //0101 0000  串行通信方式1,10位异步收发
	 TR1=1;       //启动定时器1
	 while(1)
	 {
	    SBUF=dat[m];
	    do{}
	    while(!TI);
	    TI=0;
	    do{}
	    while(!RI);
	    RI=0;    
	    k=SBUF;
	    if(k==dat[m])
	    {
	        P1=dat[m];
	        m++; 
	        if(m==10)
	        m=0;
	    }
	    else P1=0x0e;
	 }
}

//接收程序
#include<reg51.h>
unsigned char m=0,k=0;
void main(void)
{
	TMOD=0x20;
	TL1=0xF4;
	TH1=0xF4;
	SCON=0x50;
	PCON=0x00;
	TR1=1;
	while(1)
	{
	    do{}
	    while(!RI);
	    RI=0;
	    k=SBUF; 
	    P1=k;
	    SBUF=k;
	    do{}
	    while(!TI);
	    TI=0;
	}
}

校正位

特殊功能寄存器

//接收程序的部分代码
sbit p=PSW^0;  //设置位
tmp=SBUF;      //
ACC=tmp;      //将数给ACC，就会自动产生奇偶标志位
if(p==RB8)  //RB8 存放接收数据的第 9 位
{

}