串行通信接口标准
RS-232C接口 RS-232C是EIA（美国电子工业协会）1969年修订 RS-232C标准。RS-232C定义了数据终端设备（DTE） 与数据通信设备（DCE）之间的物理接口标准。 （1）、机械特性 RS-232C接口规定使用9针连接器，连接器的尺寸 及每个插针的排列位置都有明确的定义。（阳头）
串行口控制寄存器SCON 用于定义串行口的工作方式及实施接收和发送控制。 字节地址为98H，其各位定义如下所示。
SM2：多机通信控制位。在方式0时，SM2一定要等于0。在方式1中，当 (SM2)=1则只有接收到有效停止位时，RI才置一。在方式2或方式3中，当 (SM2)=1且接收到得第9位数据RB8=0时，RI才置1；
例：在串口方式1，波特率为9600bps，系统晶振频率为 11.0592MHz时，求TL1和TH1中装入的数值是多少？
解：设所求数为X，则定时器每计256-X溢出一次，每计一个 数的时间为一个机器周期，一个机器周期=12个时钟周期。所 以计算一个数的时间为为12/11.0592MHz（s）。 那么溢出一次的时间为[256-x]*12/11.0592,T1的溢出率就是他的 倒数，方式1的波特率=2^SMOD/32*(定时器T1溢出率) 。取 SMOD=0，即2^SMOD=1。代入公式， 9600=2^SMOD/32*(定 时器T1溢出率) 解得X=253，即0xfd 。
发送 发送 接收 接收
时间2 时间1
接收 发送
发送 接收
接收 发送
单工
半双工
全双工
演示··· ···
8051串行接口是一个可编程的全双工串行通讯接口。 它可用作异步通讯方式(UART)，与串行传送信息的 外部设备相连接，或用于通过标准异步通信协议进行 全双工的8051多机系统，也可以通过同步方式，使 用TTL或CMOS移位寄存器来扩充I/O口。
异步通信的数据格式 ：
一个字符帧 空 闲 起 始 位 数据位 校 验 位 停 止 位 空 闲
下一字符 起始位
LSB
MSB
异步通信的特点：不要求收发双方时钟的 严格一致，实现容易，设备开销较小，但 每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧 之间还有间隔，因此传输效率不高。
2、同步通信
同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制， 使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均 为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即 保持位同步关系，也保持字符同步关系。发送方对接收方 的同步可以通过两种方法实现。
8051单片机通过引脚RXD(P3.0，串行数据接收端) 和引脚TXD(P3.1，串行数据发送端)与外界通讯。 SBUF是串行口缓冲寄存器，包括发送寄存器和接收 寄存器。它们有相同名字和地址空间，但不会出现冲 突，因为一个只能被CPU读出数据，一个只能被 CPU写入数据。
1、串行口的控制与状态寄存器
（定时器工作方式2：TLX溢出后自动读取THX的值，不用重装 ）
常用波特率初值表
串行口工作之前，应对其进行初始化，主 要是设置产生波特率的定时器1、串行口控 制和中断控制。具体步骤如下：
确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）； 计算T1的初值，装载TH1、TL1； 启动T1（编程TCON中的TR1位）； 确定串行口控制（编程SCON寄存器）；
0 1 1 0 1
数据 时钟
计 算 机 甲
时钟
计 算 机 乙
计 算 机 甲
数据
0 1 1 0 1
数据+时钟
计 算 机 乙
外同步
自同步
二、串行通信的传输方向
1、单工 单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 2、半双工 半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 3、全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。
RI：接收中断标志位。在方式0，当接收完第8位数据后，由硬件置位。 在其他方式中，在接收到停止位的中间时刻由硬件置位（例外情况见于 SM2的说明）。RI置位表示一帧数据接收完毕，可用查询的方法获知或 者用中断的方法获知。RI也必须用软件清0。
3、串行口的工作方式
8051单片机的全双工串行口可编程为4种工作方式，现分述如下。 (1)工作方式0 方式0为移位寄存器输入/输出方式。可外接移位寄存器以扩展 I/O口，也可 以外接同步输入/输出设备。8位串行数据则是从RXD输入或输出， TXD用来输出同步脉冲。 输出：串行口数据从RXD引脚输出，TXD引脚输出移位脉冲。 CPU将数据写入发送寄存器时，立即启动发送，将8位数据以 fos/12的固定波特率从RXD输出，低位在前，高位在后。发送完 一帧数据后，发送中断标志TI由硬件置位。 输入：当串行口以方式0接收时，先置位允许接收控制位REN。 此时，RXD为串行数据输入端，TXD仍为同步脉冲移位输出端。 当(RI)=0和(REN)=1同时满足时，开始接收。当接收到第8位数据 时，将数据移入接收寄存器，并由硬件置位RI。
单片机或计算机在串口通信时的速率用波特率表示，它定义 为每秒传输二进制代码的位数，即1波特=1位/秒，单位是 bps（位/秒）。如每秒钟传输240个字符，而每个字符格式 包含10位（1个起始位，1个停止位，8个数据位），这时的 波特率为 10位*240个/秒=2400 bps。
方式1波特率计算方法： 波特率=2^SMOD/32*(定时器T1溢出率)。
(3)工作方式2 方式2为固定波特率的11位UART方式。它比方式1增加 了一位可程控为1或0的第9位数据。 输出：发送的串行数据由RXD端输出一帧信息为11位， 附加的第9位来自SCON寄存器的TB8位，用软件置位或复 位。它可作为多机通信中地址/数据信息的标志位，也可以 作为数据的奇偶校验位。当CPU执行一条数据写入SUBF 的指令时，就启动发送器发送。发送一帧信息后，置位中 断标志TI。 输入：在(REN)=1时，串行口采样RXD引脚，当采样到1 至0的跳变时，确认是开始位0，就开始接收一帧数据。在 接收到附加的第9位数据后，当(RI)=0或者(SM2)=1时，第9 位数据才进入RB8，8位数据才能进入接收寄存器，并由硬 件置位中断标志RI；否则信息丢失，且不置位RI。再过一 位时间后，不管上述条件是否满足，接收电路即行复位， 并重新检测RXD上从1到0的跳变。
TXD RXD 主机 RXD TXD 1号从机 RXD TXD 2号从机 „ „ RXD TXD N号从机
传输距离与传输速率的关系
串行接口或终端直接传送串行信息位 流的最大距离与传输速率及传输线的电气 特性有关 。当传输线使用每0.3m（约1英 尺）有50PF电容的非平衡屏蔽双绞线时， 传输距离随传输速率的增加而减小。当比 特率超过1000 bps 时，最大传输距离迅速 下降，如9600 bps 时最大距离下降到只有 76m（约250英尺）。
REN：接收允许控制位。由软件置位以允许接收，又由软件清0来禁止接 收。
TB8：是要发送数据的第9位。在方式2或方式3中，要发送的第9位数据， 根据需要由软件置1或清0。例如，可约定作为奇偶校验位，或在多机通信 中作为区别地址帧或数据帧的标志位。 RB8：接收到数据的第9位。在方式0中不使用RB8。在方式1中，若 (SM2)=0，RB为接收到得停止位。在方式2或方式3中，RB8为接收到的第 9位数据。 TI：发送中断标志。在方式0中，第8位发送结束时，由硬件置位。在其他 方式的发送停止位前，由硬件置位。TI置位即表示一帧信息发送结束，同 时也是申请中断，可根据需要，用软件查询的方法获得数据已发送完毕的 信息，或用中断的方式来送下一个数据。TI必须用软件清0。
接 收 设 备
D0D7Biblioteka 8位顺次传送发 送 设 备
串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成本 低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的 传送控制比并行通信复杂。
数据通信方式
串行通信的基本概念
一、异步通信与同步通信
1、异步通信 异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自 的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的 收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一 致。
间隙任意 接 收 10100100 设 备
1 0 10100100 1 0 11100110 1
发 送 0 11100110 设 备
异步通信是以字符（构成的帧）为 单位进行传输，字符与字符之间的间 隙（时间间隔）是任意的，但每个字 符中的各位是以固定的时间传送的， 即字符之间不一定有“位间隔”的整 数倍的关系，但同一字符内的各位之 间的距离均为“位间隔”的整数倍。
无线电培训课
主讲： 技术部部长 姚文发
串行通讯与红外解码
单片机串行通信基础知识
随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术 的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。 计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与 计算机之间的信息交换。 通信有并行通信和串行通信两种方式。而串行 通信又分为同步与异步通信两种,这节课主要讲 的是异步串行通信.在多微机系统以及现代测控 系统中信息的交换多采用串行通信方式。
串行口在中断方式工作时，要进行中断设置 （编程IE、IP寄存器）。
扩展：多机通信
硬件连接 单片机构成的多机系统常采用总线型主从式结构。所谓主从 式，即在数个单片机中，有一个是主机，其余的是从机，从机 要服从主机的调度、支配。80C51单片机的串行口方式2和方 式3适于这种主从式的通信结构。当然采用不同的通信标准时， 还需进行相应的电平转换，有时还要对信号进行光电隔离。在 实际的多机应用系统中，常采用RS-485串行标准总线进行数 据传输。
红外遥控系统
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分 组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进 行控制操作，如图1所示。发射部分包括键 盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接 收部分包括光、电转换放大器、解调、解 码电路。
遥控发射器及其编码
(2)工作方式1 方式1为波特率可变的10位异步通信接口方式。发送或接收 一帧信息，包括1个起始位0，8个数据位和1个停止位1。 输出：当CPU执行一条指令将数据写入发送缓冲SBUF时， 就启动发送。串行数据从TXD引脚输出，发送完一帧数据后， 就由硬件置位TI。 输入：在(REN)=1时，串行口采样RXD引脚，当采样到1至0 的跳变时，确认是开始位0，就开始接收一帧数据。只有当 (RI)=0且停止位为1或者(SM2)=0时，停止位才进入RB8，8位 数据才能进入接收寄存器，并由硬件置位中断标志RI；否则 信息丢失。所以在方式1接收时，应先用软件清零RI和SM2标 志。