3 11位异步收发，波特率可变(T1溢出率/n ，n=32或16)
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7.1.2 特殊功能寄存器PCON 字节地址为87H，不能位寻址。格式如图7-3所示。
图7-3 特殊功能寄存器PCON的格式
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2SMOD 32
下面介绍PCON中各位功能。仅最高位SMOD与串口有 关，其他各位的功能已在第2章的节电工作方式一节中作 过介绍。
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SM0 SM1：串行口工作方式选择位。其状态组 合所对应的工作方式如表7-1所示。
表7-1 串行口工作方式
SM0 SM1 00
01
10
11
工作方式
功 能说 明
0 同步移位寄存器输入/输出，波特率固定 为fosc/12
1 10位异步收发，波特率可变(T1溢出率/n ，n=32或16)
2 11位异步收发，波特率固定为f0sc/n， n=64或32)
接收端
并行
b7 b6
b5
b4
b3
b2
b1
b0
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
3
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
P2.7
89C51
RD WR
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0ຫໍສະໝຸດ CSRD WR8255
并行通信示意图
TXD RXD 89C51
第7章 AT89S51单片机的 串行口
1
问题一：如何实现如下功能：A机按钮SP1按下B机LED(D9)点亮
2
分析问题：基本原理、硬件组态、软件模块、接口
计算机与外界的信息交换称为通信。通信的基本方式可分 为并行通信和串行通信两种。
串行
发送端
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
接收端
发送端
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b b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b00
bb00 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7
图7-1 串行口的内部结构图
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7.1.1 串行口控制寄存器SCON 串行控制寄存器SCON用于设置串行口的工作方式、
监视串行口的工作状态、控制发送与接收的状态等。它是 一个既可以字节寻址又可以位寻址的8位特殊功能寄存器。 其格式如图7.2所示。
发送 接收
RXD TXD
外设
串行通信示意图
目前串行通信在单片机双机、多机以及单片机 与PC机之间的通信等方面得到了广泛应用。
4
串行通信有同步和异步两种方式 同步方式：传送和接收有严格的同步时钟控制 。控制复杂、成本高。 异步方式：不需要严格的同步信号，也不需要 数据流的连续性。在串行通信中常用。 数据帧（一帧数据）：包含起始位（ “ 0”电 平）、数据位、奇偶校验位、停止位（ " 1 ” 电平）等组成。
发送器A
接收器B
单工制式
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2. 半双工制式(Half duplex) 半双工制式是指通信双方都具有发送器和接
收器，双方既可发送也可接收，但接收和发送不 能同时进行，即发送时就不能接收，接收时就不 能发送。半双工制式如图所示。
A 发送 端
接收
半双工制式
发送 B
接收 端
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3. 全双工制式(Full duplex) 全双工制式是指通信双方均设有发送器和接
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步骤一：研究串口相关结构及工作原理
7.1 串行口的结构 内部结构如图7-1所示。 有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF（属于特 殊功能寄存器），可同时发送、接收数据。 发送缓冲器只能写入不能读出 接收缓冲器只能读出不能写入 两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址（99H）。 控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。
5
异步通信信息帧格式如图所示。
第n-1字符
帧 奇
偶停 起
8位数据
校止 验位
始 位
第n字符帧 8位数据
奇 偶停 校止 验位
空闲位
第n+1字符帧
起 始 位 8位数据
D7 0/1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1 1 1 1 0 D0 D1
异步通信帧格式
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波特率
波特率(Baud Rate)是串行通信中一个重要概念 ，它是指传输数据的速率, 亦称比特率。波特率的 定义是每秒传输二进制数码的位数。如：波特率为 1200bps是指每秒钟能传输1200位二进制数码。
SMOD：波特率选择位。 例如，方式1、3的波特率计算公式为
方式1波特率 = 2SMOD 定时器T1的溢出率 32
当SMOD = 1时，要比SMOD = 0时的波特率加倍，所 以也称SMOD位为波特率倍增位。
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波特率计算
波特率=2SMOD×(T1溢出 （7-3）
率)/32 T1溢出率=1/T1定时时间=
波特率的倒数即为每位数据传输时间。例如：
波特率为1200bps，每位的传输时间为：
T d
=
1 1200
=0.
833(ms)
7
串行通信的制式
在串行通信中，数据是在两个站之间传送的。 按照数据传送方向，串行通信可分为三种制式。
1. 单工制式(Simplex) 单工制式是指甲乙双方通信只能单向传送数
据。单工制式如图所示。
① 通信采用全双工异步通讯机制 ② 设置标准通信波特率 ⑶ 编写51与上位机串口接收、发送程序实现通信
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内容概要 串行口的基本工作原理 与串行口有关的特殊功能寄存器 串行口的4种工作方式 串行口多机通信的工作原理 双机串行通信的软件编程。
串行口为全双工的通用异步收发（UART）。全双工就 是两个单片机之间串行数据可同时双向传输。异步通信， 就是收、发双方使用各自的时钟控制发送和接收过程，这 样可省去收、发双方的一条同步时钟信号线，连接简单且 易实现。
收器，并且将信道划分为发送信道和接收信道， 两端数据允许同时收发，因此通信效率比前两种 高。全双工制式如图所示。
A 发送 端 接收
全双工制式
接收 B 发送 端
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硬件组态、软件模块、接口
A机发送程序
B机接收程序
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小结
要实现51单片机与上位机实时通信需要： ⑴ 研究51单片机与串口相关结构及工作原理，解决 如何收/发的问题 ⑵ 配置相关SFR以实现以下目标：
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位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 HHHHHHHH
SCON SM SM SM RE TB RB TI RI 0 1 2N8 8
见表7-1
接收中断标志 发送中断标志 接收数据第9位 发送数据第9位 接收控制 0：禁止
1：允许
多机通信 0：双机
1：多机
图7.2 串行口控制寄存器SCON