51单片机串行口--同步移位寄存器

MCS-51单片机的串行口具有两条独立的数据线——发送端TXD和接收端RXD，它允许数据同时往两个相反的方向传输。一般通信时发送数据由TXD端输出，接收数据由RXD端输入。

MCS-51单片机的串行口既可以用于网络通信，亦可实现串行异步通信，还可以用作同步移位寄存器。如果在串行口的输入输出引脚上加上电平转换器，就可方便地构成标准的RS-232接口。

MCS-51单片机的串行接口是一个全双工通信接口，它有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，可以同时发送和接收数据。但是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地址（99H）。

数据通信的基本概念

常用于数据通信的传输方式有单工、半双工、全双工和多工方式。

• 单工方式：数据仅按一个固定方向传送。因而这种传输方式的用途有限，常用于串行口的打印数据传输与简单系统间的数据采集。
• 半双工方式：数据可实现双向传送，但不能同时进行，实际的应用采用某种协议实现收/发开关转换。
• 全双工方式：允许双方同时进行数据双向传送,但一般全双工传输方式的线路和设备较复杂。
• 多工方式：以上三种传输方式都是用同一线路传输一种频率信号，为了充分地利用线路资源，可通过使用多路复用器或多路集线器，采用频分、时分或码分复用技术，即可实现在同一线路上资源共享功能。

根据同步方式，串行数据通信有两种形式，如图5-5所示。

• 异步通信。在这种通信方式中，接收器和发送器有各自的时钟，它们的工作是非同步的。异步通信用一帧来表示一个字符，其内容是一个起始位，紧接着是若干个数据位。
• 同步通信。同步通信格式中，发送器和接收器由同一个时钟源控制，在异步通信中，每传输一帧字符都必须加上起始位和停止位，占用了传输时间，若要求传送数据 量较大，速度就会慢得多。同步传输方式去掉了这些起始位和停止位，只在传输数据块时先送出一个同步头（字符）标志即可。
• 同步传输方式比异步传输方式速度快，这是它的优势。但同步传输方式也有其缺点，即它必须要用一个时钟来协调收发器的工作，所以它的设备也较复杂。

MCS-51的串行口控制寄存器

在完成串行口初始化后，发送数据时，采用MOV SBUF,A指令，将要发送的数据写入SBUF，则CPU自动启动和完成串行数据的输出；接收数据时，采用MOV　A,SBUF指令，CPU就自动将接收到的数据从SBUF中读出。

控制MCS-51单片机串行接口的控制寄存器有两个——特殊功能寄存器SCON和PCON，用以设置串行端口的工作方式、接收/发送的运行状态、接收/发送数据的特征、数据传输率的大小，以及作为运行的中断标志等，其格式如下：

① 串行口控制寄存器SCON。SCON的字节地址是98H，位地址（由低位到高位）分别是98H一9FH。SCON的格式如下：

SM0、SMl：串行口工作方式控制位。

00——方式0；01——方式1；

10——方式2；11——方式3。

SM2：仅用于方式2和方式3的多机通信控制位。

发送机SM2＝1（要求程控设置）。

当为方式2或方式3时：

接收机 SM2＝1时，若RB8＝1，可引起串行接收中断；若RB8＝0，不引起串行接收中断。SM2＝0时，若RB8＝1，可引起串行接收中断；若RB8＝0，亦可引起串行接收中断。

• REN串行接收允许位：0——禁止接收；1——允许接收。
• TB8：在方式2、3中，TB8是发送机要发送的第9位数据。
• RB8：在方式2、3中，RB8是接收机接收到的第9位数据，该数据正好来自发送机的TB8。
• TI：发送中断标志位。发送前必须用软件清零，发送过程中TI保持零电平，发送完一帧数据后，由硬件自动置1。如要再发送，必须用软件再清零。
• RI：接收中断标志位。接收前，必须用软件清零，接收过程中RI保持零电平，接收完一帧数据后，由片内硬件自动置1。如要再接收，必须用软件再清零。

② 电源控制寄存器PCON。PCON的字节地址为87H，无位地址，其格式如下：

PCON是为在CMOS结构的MCS-51单片机上实现电源控制而附加的，对于HMOS结构的MCS-51系列单片机，除了第7位外，其余都是虚设的。与串行通信有关的也就是第7位，称作SMOD，它的用处是使数据传输率加倍。

SMOD：数据传输率加倍位。在计算串行方式1，2，3的数据传输率时；0表示不加倍；1表示加倍。

其余有效位说明如下。

GF1、GF2：通用标志位。

PD：掉电控制位，0表示正常方式，1表示掉电方式。

IDL：空闲控制位，0表示正常方式，1表示空闲方式。

除了以上两个控制寄存器外，中断允许寄存器IE中的ES位也用来作为串行I/O中断允许位。当ES＝1，允许 串行I/O中断；当ES＝0，禁止