停起
数
止始
据
位 位 LSB
位
奇 停起 数 偶 止始 据 MSB位 位 位 位
1/0 1 0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1 0 1/0 1/0 1/0
一帧数据 第n个字符
第n+1个字符
起始位： 为逻辑“0”信号，占用一位，用来通 知 接收设备，一个新的字符开始了
移位寄存器输入输出方式，可外接移位寄存器，以 扩展I/O口
方式0的波特率为: 波特率=fosc/12
⑴方式0 发送
数据输出
RXD
8051
TXD
移位脉冲
74LS164
3 4 5 6 10 11 12 13
D7
D0
方式0扩展I/O口硬件逻辑图
串入并出扩展输 出端口
一个数据写入SBUF，串口将数据从RXD输出 （波特率fosc/12），TXD输出同步移位信号， 发送完后TI自动置1，必须由软件清TI位。
在51单片机中，方式0采用固定波特率方式，方式 1为可变波特率方式，通常是由T1定时器溢出作为 波特率发生器的。
双机异步串行通信的几种不同接口方式。
1）单片机双机直连（TTL电平，仅适用于很短通信
距离和较低波特率，连接如下图
双机直连
RXD TXD GND
甲
RXD TXD GND
乙
2）RS-232串行接口
国际电子工业协会(EIA)制定RS-232串行通信接 口标准，规定如下：
TXD,RXD信号：逻辑1=-3～-15V，逻辑 0=+3～+15V，RS-232C最大通信距离在15m 左右，PC机串口即是一个标准RS-232口
RXD TXD GND 甲
PC机RS-232C DB9串行口引脚
232 电平 转换
GND
232 电平 转换
RS-232C双机通信
RXD TXD GND
乙
RS-232电平和单片机TTL电平间需要电平转换 芯片接口，常用的是MAX232.
485、422串行通信接口（*仅做了解*）
为进一步提高串行通信的距离，采用差分输出 驱动方式可以有效大幅提高可靠通信距离，即 485通信方式，其中485为半双工，422为全双 工通信方式，接口方式和常用芯片如下：
数据位： 5～8位。数据的最低位在前，最高位在后。
奇偶位： 紧跟在最高位之后，占用一位，奇偶校 验时，根据协议置“1”或“0”
停止位： 为逻辑“1”信号，占用1位或2位，当接 收端收到停止位时，表示一帧数据结束。
2.波特率（Baud rate)：简单理解为每秒 钟一根串行线路上可以传输的二进制数据 位数，如PC机串行口常见的波特率值： 600，1200，2400，4800，9600， 19200……
串行通信：数据在一根线路上按照位的先后顺序一 位一位的传送。
特点：占用线路少，硬件接口简单，比较适合长距 离传输，一般比并行通信方式略慢。串行通信需要 定义专门的通信协议。
基本的串行通信方式有同步通信和异步通信两种。
串行通信中的数据是按帧（Frame）进行传输。
通信方向：异步串行通信的三种工作方式：
比特率（bps，bit per second)：指每秒 钟能够传输的有效二进制位数。例如某设 置中一帧数据为10位，其中有效字节位数 为8位，波特率为9600，则比特率 =8×9600/10=7680 bps
波特率发生器：
串行通信中数据是按照一定的时钟频率按位向外一 位一位移入移出内部移位寄存器的，用于产生该移 位时钟的电路叫波特率发生器。
⑵方式0 接收数据输入Fra bibliotekRXD
8051
TXD
移位脉冲
74LS165
11 12 13 14 3 4 5 6
D7
D0
并入串出扩展输 入端口
方式0扩展I/O口硬件逻辑图
REN置1，串口将数据从RXD输入 （波特率fosc/12），TXD输出同步移位信号， 一个字符数据接收完RI置1，必须软件清RI位
单工、半双工、全双工（p133. 图8-2）
：指通信双方为确保通信成功而订立并共同遵守的 通信约定，主要包括数据帧格式，时钟速率，检查 纠错方式。各种串行通信方式都必须严格遵守其通 信协议才能保证通信的正确性。
1. 异步传送方式中的帧数据格式
一帧数据： 一个字符在异步传送中称为一帧数据
一帧数据由4部分组成： 起始位、数据位、奇偶位、停止位
*TB8: 在方式2和方式3中要发送的第9位数据，需 要时由软件置位或复位
*RB8: 在方式2和方式3中要接收的第9位数据，在 方式1时，如SM2=0，RB8是接收到的停止 位。在方式0中，不使用RB8
TI: 发送中断标志。在方式0串行发送第8位结束时由 硬件置“1”，或在其他方式中串行发送停止位的 开始时置“1”，必须由软件清“0”
SM0、SM1：串行口工作方式选择位，如表6-3所示 串行口工作方式
SM0 SM1
00 01 10 11
方式 0 1 2 3
功能
移位寄存器方式（用于I/O扩展） 8位UART，波特率可变 9位UART，波特率为fosc/32或fosc/64 9位UART，波特率可变
REN: 允许接收控制位。由软件置“1”时，允许接收， 置“0”时，禁止接收
接收缓冲器：只能读出不能写入 二者共用一个地址99H
2、串行口控制寄存器
字节地址为98H，可位寻址，位地址为98H～9FH
D7
D0
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
D7
D0
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
RI: 接收中断标志。在方式0串行发送第8位结束时 由硬件置“1”，或在其他方式中串行发送停止 位的开始时置“1”，必须由软件清“0”
3、特殊功能寄存器PCON 其字节地址87H，没有位寻址功能。
PCON （87H）
SMOD
SMOD：波特率选择位。SMOD=1时，波特率加倍
三、串行口工作方式
1、方式0
RXD TXD GND
甲
485/ 422 芯片
485/ 422 芯片
485串行通信
RXD TXD GND
乙
发送
接收
485半双工通信接口示意图和真值表
488全双工串行接口（*仅做了解*)
二 MCS-51单片机串行口结构 1、数据缓冲器SBUF 包括物理上独立的发送缓冲器、接收缓冲器 发送缓冲器：只能写入不能读出