80C51單片機(jī)串行通信工作方式
1． 串行工作方式0在方式0下，串行口是作為同步移位寄存器使用。這時以RXD（P3.0）端作為數(shù)據(jù)移位的入口和出口，而由TXD（P3.1）端提供移位脈沖。移位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以8位為一幀，不設(shè)起始位和停止位，低位在前高位在后。其幀格式為：
.... | D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | D7 | ...... |
使用方式0實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位輸入輸出時，實(shí)際上是把串行口變成并行口使用。
串行口作為并行輸出口使用時，要和CD4049或74LS164配合使用，其電路連接如圖10。
圖（b）為74LS164的引腳圖，芯片各引腳功能如下：
Q0~Q7為并行輸出引腳。
DSA、DSB為 串行輸入引腳。
清零引腳，低電平時，使74LS164輸出清零。CP為時鐘脈沖輸入引腳，在CP脈沖的上升沿作用下實(shí)現(xiàn)移位。在CP=0，
=1時，74LS164保持原來數(shù)據(jù)狀態(tài)不變。
利用串行口與74LS164實(shí)現(xiàn)八位串入并行輸出的連接如圖（a）所示，當(dāng)8位數(shù)據(jù)全部移出后，SCON寄存器的TI位被自動置1。用P1.0輸出低電平可將164輸出清零。
如果把能實(shí)現(xiàn)“并入串出”功能的CD4014或74LS165與串行口配合使用，就可以把串行口變?yōu)椴⑿休斎肟谑褂。如圖所示。
圖（b）為74LS165引腳圖，當(dāng) 
=1時，允許串行移位， =0時允許并行輸入。當(dāng)CPINH=1時，從CP引腳輸入的每一個正脈沖使QH輸出移位一次。REN=0，
并行輸入
禁止接收；REN=1，允許接收。當(dāng)軟件置位REN時，即開始從RXD端以fosc/12波特率輸入數(shù)據(jù)（低位在前），當(dāng)接收到8位數(shù)據(jù)時，置位中斷標(biāo)志RI，在中斷處理程序中將REN清零停止接收數(shù)據(jù)，并用P1.0引腳將清零，停止串行輸出，轉(zhuǎn)而并行輸入。當(dāng)SBUF中的數(shù)據(jù)取走后，再將REN置1準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，并用用P1.0將 置1，停止并行輸入，轉(zhuǎn)串行輸出。
（2）波特率
方式0時，移位操作的波特率是固定的，波特率=fosc/12。
（3） 應(yīng)用舉例
例1 使用74LS164的并行輸出端接8支發(fā)光二極管，利用它的串入并出功能，把發(fā)光二極管從右向左依次點(diǎn)亮，并反復(fù)循環(huán)之。
假定發(fā)光二極管為共陰極型，則電路連接如圖所示。
當(dāng)串行口把8位狀態(tài)碼串行移位輸出后，TI置1。如把TI作為狀態(tài)查詢標(biāo)志，則使用查詢方法完成的參考程序如下：
注意：串行口先移出最低位D0，而74LS164通過同步脈沖移到Q0，隨著8個字節(jié)的逐步移出,D0位通過8個同步脈沖移到Q7。
此外，串行口并行I/O擴(kuò)展功能還常用于LED顯示器接口電路。
2．串行工作方式1
方式1是10位為一幀的異步串行通信方式。共包括1個起始位，8個數(shù)據(jù)位和1個停止位。其幀格式為：
起始位<?XML:NAMESPACE PREFIX = O /> | D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | D7 | 停止 |
方式1的數(shù)據(jù)發(fā)送是由一條寫發(fā)送寄存器（SBUF）指令開始的。隨后在串行口由硬件自動加入起始位和停止位，構(gòu)成一個完整的幀格式，然后在移位脈沖的作用下，由TXD端串行輸出。一個字符幀發(fā)送完后，使TXD輸出線維持在“1”（space）狀態(tài)下，并將SCON寄存器的TI置1，通知CPU可以發(fā)送下一個字符。用動畫
接收數(shù)據(jù)時，SCON的REN位應(yīng)處于允許接收狀態(tài)（REN=1）。在此前提下，串行口采樣RXD端，當(dāng)采樣到從1向0的狀態(tài)跳變時，就認(rèn)定是接收到起始位。隨后在移位脈沖的控制下，把接收到的數(shù)據(jù)位移入接收寄存器中。直到停止位到來之后把停止位送入RB8中，并置位中斷標(biāo)志位RI，通知CPU從SBUF取走接收到的一個字符。
（2）波特率設(shè)定
方式0 的波特率是固定的，一個機(jī)器周期進(jìn)行一次移位。但方式1的波特率是可變的，其波特率由定時器1的計(jì)數(shù)溢出來決定，其公式為：
其中smod為PCON寄存器最高位的值，smod=1表示波特率加倍，定時器的工作于方式2。
3．串行工作方式2
方式2是11位一幀的串行通信方式，即1個起始位，9個數(shù)據(jù)位和1個停止位。
在方式2下，字符還是8個數(shù)據(jù)位。而第9數(shù)據(jù)位即可作奇偶校驗(yàn)位使用，也可作控制使用，其功能由用戶確定，發(fā)送之前應(yīng)先在SCON中的TB8準(zhǔn)備好，再向SBUF寫入字符的8個數(shù)據(jù)位，并以此來啟動串行發(fā)送。一個字符幀發(fā)送完畢后，將TI位置1，其過程與方式1相同。方式2的接收過程也與方式1基本類似，所不同的在于第9數(shù)據(jù)位上，串行口把接收到的8位數(shù)據(jù)送入SBUF，而把第9數(shù)據(jù)位送入RB8。
方式2的波特率是固定的，波特率=2smod╳fosc/64
與PCON寄存器中SMOD位的值有關(guān)。
4．串行工作方式3
方式3同樣是11位為一幀的串行通信方式（1個起始位，9個數(shù)據(jù)位和1個停止位）其通信過程與方式2完全相同，所不同的僅在于波特率。而方式3的波特率則可由用戶根據(jù)需要設(shè)定。其設(shè)定方式與方式1一樣，即通過設(shè)置定時器1的初值來設(shè)定波特率。
5．串行口四種工作方式的比較
四種工作方式的區(qū)別主要表現(xiàn)在幀格式及波特率兩個方面。見表1。
表1 四種工作方式--幀格式及波特率
在串行通信中，收發(fā)雙方對發(fā)送或接收的速率要有約定。通過軟件可對單片機(jī)串行接口編程。
在單片機(jī)的應(yīng)用中，常用的晶振頻率為：12MHz和11.0592MHz。所以，選用的波特率也相對固定。常用的串行接口波特率以及各參數(shù)的關(guān)系如表2所示。
表2 常用波特率與定時器1的關(guān)系位置
在使用串行口前，應(yīng)對其進(jìn)行初始化，主要是設(shè)置產(chǎn)生波特率的定時器1、串行接口控制和中斷控制。具體步驟如下：
①確定T1的工作方式（編程TMOD寄存器）；
②計(jì)算T1的初值，裝載TH1、TL1；
③啟動T1（編程TCON中的TR1位）；
④確定串行接口控制（編程SCON寄存器）；
⑤串行接口在中斷方式工作時，要進(jìn)行中斷設(shè)置（編程IE、IP寄存器）。
表3 常用波特率與定時器1的關(guān)系位置
在使用串行口前，應(yīng)對其進(jìn)行初始化，主要是設(shè)置產(chǎn)生波特率的定時器1、串行接口控制和中斷控制。具體步驟如下：
①確定T1的工作方式（編程TMOD寄存器）；
②計(jì)算T1的初值，裝載TH1、TL1；
③啟動T1（編程TCON中的TR1位）；
④確定串行接口控制（編程SCON寄存器）；
⑤串行接口在中斷方式工作時，要進(jìn)行中斷設(shè)置（編程IE、IP寄存器）。
編輯：admin 最后修改時間：2018-06-27
