C51编程18-中断篇（串行通讯2）

MCS-51单片机内部有两个独立的接收与发送SBUF，接收SBUF不能发送，发送SBUF不能接收，它们共用一个地址（99H）。内部逻辑结构下图所示：

    

    在串行内部逻辑结构中可以看到，串行通信除了与SBUF有关外，还与串行口控制寄存器SCON（地址为98H）、定时器T1有关，此外还有一个寄存器PCON（地址为87H），该寄存器只有一位与串行通讯有关。

 

  PCON寄存器的功能

        串行口控制寄存器SCON（地址为87H），复位初始值为0；寄存器不可以位寻址。

    

 

    SCON寄存器的功能

        串行口控制寄存器SCON（地址为98H），复位初始值为0；寄存器可以位寻址。

     

     SM0与SM1的设置工作方式

    

    工作方式0：8位的同步移位寄存器。

    （1）发送时，按照机器周期频率，将SBUF的里面的数据从低位开始一位一位移出去。发送完成后TI置1，向CPU请求中断

    （2）接收时，在满足REN =1 与RI = 0的条件下，按照机器周期频率，从RXD端口一位一位接收数据，接收完后RI = 1并向CPU请求中断，再次接收需要设置RI = 0；

    （3）波特率：波特率为时钟频率的1/12,固定不变即是波特率 = 机器周期。

    注：SM2的值一定是0

    工作方式1：

    在方式1下，串行口为波特率可调10位的通用异步接口UART，发送与接收一帧信息，包括1位的起始位0,8位数据位和1位的停止位1。

    （1）发送时，数据从TXD引脚输出，当数据写入发送缓冲器SBUF后，启动发送器发送，当发送完一帧数据后，硬件将中断标志置1。方式1传送的波特率取决于定时器T1的溢出率与PCON中的SMOD位。

    （2）接收时，有REN置1允许接收，串行口采样RXD，当采样到1到0的跳变时，确认是起始信号“0”，开始接收帧数据。当RI =0且停止位为1时，RI = 1，否者信息丢失。

    （3）波特率取决于T1与PCON

    波特率 = T1溢出率*2SMOD/32

        T1工作在定时2方式，自动重装定时器的溢出率为：   

    T1溢出率 = fosc/(12*(256-X))        

    波特率 = ( fosc*2SMOD)/(32*12*(256-X))

 

    注：SM2主要用于多机通讯中，但是方式1上，也可以设置SM2的值，控制接受时，是否需要将停止位写入RB8。当SM2 = 0时，写入；SM2 =1时，不写入，这个功能作用不常用，方式1时按照默认SM2 = 0即可。

 

    工作方式2：

    在方式2下，串行口为11位的通用异步接口UART，发送与接收一帧信息，包括1位的起始位0,8位数据位、1位可编程位（奇偶校验）与1位的停止位1。

    （1）发送时，根据通讯协议软件设置TB8，然后将发送数据写入SBUF，则启动发送器。写SBUF指令除了将8位数据写入SBUF外，同时还将TB8装入发送移位寄存器第9位，并通知发送控制器进行数据发送。

    （2）接收时，当REN =1，允许串口接收数据，数据从TXD输入，接收11位数据。当接收器采样到RXD端负跳变，并判断起始位有效后，开始接收一帧数据。当接收器接收到9位数据后满足2条件，则接收数据有效。

（1） RI =0；

（2）SM=0或接收到第9位数据为1。

（3）波特率取决于PCON中的SMOD值，当SMOD =1时，波特率为时钟频率的1/64;当SMOD =1时，波特率为时钟频率的1/32。即是

    波特率 = fosc*2SMOD/64

 

    注：在方式2与方式3中，SM2表示是否设置为多机通讯。SM=0，不设置多机通讯；SM1 = 1，设置为多机通讯。

 

方式3：

   在方式3下，串行口为波特率可变的11位的通用异步接口UART，除波特率外方式3与方式2相同。 

波特率 = ( fosc*2SMOD)/(32*12*(256-X))

      

    注：为了数据的正确性，往往采样的时候只采样一次，这样就需要占一定的时间进行采样。设置SMOD实际上，设定采样率。当SMOD = 1时，采样率为16;当SMOD =0时，采样率为32。

 

总结：

    1）串口内部的有两个独立的SBUF，它们共用一个地址，发送SBUF只用发送，接收SBUF只能接收；

    2）无论是接收数据或者发送数据，数据从RXD端口接收或者TXD端口发送，数据位都是从低到高一位一位接收或者发送；

    3）MCS-51单片机中，UART有4种工作方式。

    工作方式1：8位同步移位寄存器，将发送SBUF数据移位输出，或者移位寄存器接收后，写入接收SBUF。

    工作方式2、3、4：均为协议的串行通讯方式，其中起始位为0，停止位为1，8位数据位，总共10位；

    工作方式3、4：还有在停止位前面还有一位奇偶校验位。

    工作方式1、3：是可变的波特率通讯方式，波特率由SMOD位与T1的溢出率决定，通常T1工作在定时器2方式下。

    工作方式4：波特率只有两个有SMOD位决定；

    4）为了数据的正确性，需要对一个信号进行多次采样，但一个机器周期只能采样一次，所以需要多个机器周期才能采样多次。这是为什么即即使在没有T1参与的情况下，波特率还是比较低的原因。

 

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