【正文】 何一方在指定的時(shí)刻，只能沿某一個(gè)方向傳送信息。 計(jì)算機(jī)與外界的數(shù)據(jù)傳送大多是串行的，其傳送距離可以從幾米直到幾千公里。 ⑵ 串行傳送方式 在數(shù)據(jù)傳輸時(shí) ， 一個(gè)數(shù)據(jù)編碼字符的所有各位按一定順序 ， 一位接著一位在信道中被發(fā)送和接收 。 串行數(shù)據(jù)通信概述 ⒈ 傳送方式 ⑴ 并行傳送方式 在數(shù)據(jù)傳輸時(shí) ， 一個(gè)數(shù)據(jù)編碼字符的所有各位都同時(shí)發(fā)送 、 并排傳輸 ， 又同時(shí)被接收 。普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) （第二版） 高鋒 編著 科學(xué)出版社 北京 第七 章 80C51單片微機(jī)的串行口 原理及應(yīng)用 通信：計(jì)算機(jī)與外界的數(shù)據(jù)傳送。 單臺(tái)儀器儀表或控制器往往會(huì)帶有不止一個(gè)的單片微機(jī)， 多個(gè)智能儀器儀表或控制器在單片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中又常常會(huì)構(gòu)成一個(gè)分布式采集、控制系統(tǒng)，上層由 PC進(jìn)行集中管理等。 并行傳送方式要求物理信道為并行內(nèi)總線(xiàn)或者并行外總線(xiàn) 。 ◆ 串行傳送方式的物理信道為串行總線(xiàn) 。 ⒉ 單工方式 、 半雙工方式 、 全雙工方式 ⑴ 單工 方式 信號(hào) (不包括聯(lián)絡(luò)信號(hào) ) 在信道中只能沿一個(gè)方向傳送 。 ⑶ 全雙工 方式 若信號(hào)在通信雙方之間沿兩個(gè)方向同時(shí)傳送，任何一方在同一時(shí)刻既能發(fā)送又能接收信息。 常用的同步技術(shù)有兩種方式 ， 一種稱(chēng)為異步傳輸也稱(chēng)起止同步方式 ， 另一種稱(chēng)為同步傳輸也稱(chēng)同步字符同步方式 。 ⑵ 同步傳輸 對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行傳輸 ， 一個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含著許多連續(xù)的字符 ， 在字符之間沒(méi)有空閑 。 ⒋ 波特率 (BAUD RATE) 串行通信的傳送速率用于說(shuō)明數(shù)據(jù)傳送的快慢，“波特率”表示每秒種傳輸離散信號(hào)事件的個(gè)數(shù)，或每秒信號(hào)電平的變化次數(shù)，單位為 band（波特）。 在二進(jìn)制的情況下，波特率與比特率數(shù)值相等。 假若數(shù)據(jù)傳送速率為 120字符 /s，而每一個(gè)字符幀已規(guī)定為 10個(gè)數(shù)據(jù)位，則傳輸速率為 120 10＝ 1200bit/s，即波特率為1200，每一位數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間為波特率的倒數(shù)： T＝1247。 數(shù)據(jù)傳送主要解決傳送中的標(biāo)準(zhǔn) 、 數(shù)據(jù)幀格式及工作方式等 。 數(shù)據(jù)發(fā)送端 ， 要把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù) ， 而在數(shù)據(jù)接收端 ， 要把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù) 。 8XC552中就增加了具有 I2C總線(xiàn)功能的串行口 。 口內(nèi)的接收緩沖器和發(fā)送緩沖器在物理上是隔離的 。 接收緩沖器具有雙緩沖的功能 ， 即它在接收第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后 ， 能接收笫二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié) 。 80C51串行口基本結(jié)構(gòu)如 圖 7–1所示。它提供串行口的時(shí)鐘信號(hào)為 TXCLOCK和 RXCLOCK。 ⒉ 串行口內(nèi)部 ⑴ 串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器 SBUF 有接收緩沖器 SBUF和發(fā)送緩沖器 SBUF， 占用同一個(gè)地址 (99H) 。 在發(fā)送方式下，串行數(shù)據(jù)通過(guò) TXD引腳輸出。接受來(lái)自波特率發(fā)生器的時(shí)鐘信號(hào) TXCLOCK和 RXCLOCK； 控制內(nèi)部的輸出移位寄存器將內(nèi)部的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出； 80C51串行口控制 ⒈ 串行口狀態(tài)控制寄存器 SCON 控制串行通信的方式選擇 、 接收 ， 指示串行口的中斷狀態(tài) 。 其功能見(jiàn) 表 7–1。 方式 0時(shí) ， SM2＝ 0。 方式 2和方式 3時(shí) ， ● SM2＝ 1， 則只有當(dāng)接收到的第 9位數(shù)據(jù) RB8為 1時(shí) ， 才將接收到的前 8位數(shù)據(jù)送入緩沖器 SBUF中 ， 并把 RI置 同時(shí)向 CPU申請(qǐng)中斷；如果接收到的第 9位數(shù)據(jù) RB8為 0， RI置 0， 將接收到的前 8位數(shù)據(jù)丟棄 。 ⑶ REN ——允許串行接收位 。 ⑷ TB8 —方式 2和方式 3中要發(fā)送的第 9位數(shù)據(jù) 。 在 80C51多機(jī)通信中 ， TB8=0用來(lái)表示數(shù)據(jù)幀； TB8=1表示是地址幀 。 方式 1中接收到的是停止位。 ⑹ TI —發(fā)送中斷標(biāo)志位 。 由硬件置位 ， 用軟件清除 。 方式 0中 ， 在接收第 8位末尾置位；在其它方式時(shí) ， 在接收停止位中間設(shè)置 。 ⒉ 電源控制及波特率選擇寄存器 PCON 最高位 SMOD與串行口控制有關(guān) ， 其它位與低功耗工作方式有關(guān) 。 當(dāng) SMOD＝ 1時(shí)，使波特率加倍。 ⒊ 串行數(shù)據(jù)寄存器 SBUF 包含在物理上是隔離的兩個(gè) 8位寄存器：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器 ， 它們共用一個(gè)地址 ——99H。 串行口的工作方式 在串行口控制寄存器 SCON中， SM0和 SM1位決定串行口的工作方式。 串行口方式 0 同步移位寄存器方式 SM0＝ 0、 SM1＝ 0。 由 TXD引腳輸出同步移位時(shí)鐘 。接收／發(fā)送的是 8位數(shù)據(jù)，傳輸時(shí)低位在前。 方式 0時(shí)工作原理圖的如 圖 7－ 3所示。 在執(zhí)行寫(xiě)入 SBUF的指令時(shí) ， 選通內(nèi)部 D觸發(fā)器置 1 ， 構(gòu)成發(fā)送移位寄存器的第 9位 ， 并使發(fā)送控制器開(kāi)始發(fā)送 。 在發(fā)送有效的期間，每個(gè)機(jī)器周期，發(fā)送移位寄存器右移一位，在其左邊補(bǔ) 0。 ⑵ 接收 當(dāng) REN＝ 1 且 RI位清除時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)一次接收過(guò)程。 在移位脈沖控制下 ， 接收移位寄存器的內(nèi)容每一個(gè)機(jī)器周期左移一位 ， 同時(shí)由 RXD引腳接收一位輸入信號(hào) 。 當(dāng)最右邊的 0移到最左邊時(shí) ， 標(biāo)志著接收控制器要進(jìn)行最后一次移位 。完成一幀數(shù)據(jù)的接收過(guò)程 。 當(dāng) T2CON寄存器中的 RCLK和 TCLK置位時(shí)，采用 T2作為串行口接收和發(fā)送的波特率發(fā)生器。 幀格式如 圖 7－ 4所示 。 當(dāng)執(zhí)行任何一條寫(xiě) SBUF的指令時(shí) ， 就啟動(dòng)串行數(shù)據(jù)的發(fā)送 。 開(kāi)始發(fā)送后的一個(gè)位周期 ， 發(fā)送信號(hào)有效 ， 開(kāi)始將起始位送 TXD引腳 。 發(fā)送移位寄存器將數(shù)據(jù)由低位到高位順序輸出至 TXD引腳 。當(dāng)最高數(shù)據(jù)位移至發(fā)送移位寄存器的出端時(shí) ， 先前裝入的第 9位的 l， 正好在最高數(shù)據(jù)位的左邊 ， 而它的右邊全部為 0。 若 CPU響應(yīng)中斷 ， 則執(zhí)行從 0023H開(kāi)始的串行口發(fā)送中斷服務(wù)程序 。 當(dāng) REN＝ 1且清除 RI后 ， 若在 RXD引腳上檢測(cè)到一個(gè) 1到 0的跳變 ， 立即啟動(dòng)一次接收 。 接收控制器以波特率的 16倍的速率繼續(xù)對(duì) RXD引腳進(jìn)行檢測(cè) ， 計(jì)數(shù)器的 16個(gè)狀態(tài)把每一位的時(shí)間分為 16份 ， 對(duì)每一位時(shí)間的第 9個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài) ， 位檢測(cè)器對(duì) RXD端的值采樣 ， 這 3個(gè)狀態(tài)理論上對(duì)應(yīng)于每一位的中央值 。 在上述 3個(gè)狀態(tài)下 ， 取得 3個(gè)采樣值 ， 其中至少有兩個(gè)值是一致的 ， 即采用 3取 2的多數(shù)表決法 ， 可抑制噪聲 。 如果接收到的是起始位 ， 就將其移入接收移位寄存器 ， 然后接收該幀的其它位 。 在進(jìn)行最后一次移位時(shí) ， 能將數(shù)據(jù)送入接收數(shù)據(jù)緩沖器SBUF和 RB8， 而且置位 RI的條件是： 若以上兩個(gè)條件中有一個(gè)不滿(mǎn)足，將不可恢復(fù)地丟失接收到的這一幀信息。 發(fā)送時(shí)可編程位 TB8可設(shè)置為 1或 0， 接收時(shí)可編程位進(jìn)入 SCON寄存器的 RB8位 。方式 2的波特率是固定的，為振蕩器頻率的 1/32或 1/64。 幀格式如 如 圖 77所示。 在進(jìn)行最后一次移位時(shí) ， 能將數(shù)據(jù)送入接收數(shù)據(jù)