51手记之标准51(四)

1.串行通信基本方式：异步通信和同步通信

1).异步通信方式——以“字符”为单位进行传送

用一帧表示一个字符,一个字符包括4个部分

起始位1位有效

数据位5--8位

奇偶校验位1位

停止位1位、1位半、2位“1”有效

在异步通信时，通信双方必须事先约定

①字符格式。双方要事先约定数据位的位数、奇偶校验形式及起始位和停止位的位数;

例如：用ASCⅡ码通信，有效数据为7位，加一个奇偶校验位、一个起始位和一个停止位共10位。当然停止位也可以大于1位。

②波特率（Baud rate）。波特率就是传送速率，即每秒传送的二进制位数。单位为bit/s或波特。

2).同步通信方式

异步通信由于要在每个数据前后附加起始位、停止位，每发送一个字符约有20%的附加数据，占用了传输时间，降低了传送效率

同步通信则去掉每个数据的起始位和停止位，把要发送的数据按顺序连接成一个数据块，在数据块的开头附加1～2个同步字符，

在数据块的末尾加差错校验字符。同步通信的数据格式如图7-2所示。在数据块内部，数据与数据之间没有间隙。

要求：发送和接收双方要保持完全同步，所以，要求发送和接收设备必须使用同一时钟。

解决办法：

对于近距离通信：采用在传输线中增加一根时钟信号线来解决。

对于远距离通信：通过解调器从数据流中提取同步信号，用锁相技术实现收、发频率完全相同的时钟信号。

如上所述，异步通信技术较为简单，应用范围广；同步通信传输速率高，适用于高速率、大容量的数据通信，但硬件复杂。

2.串行通信数据传输方式

单工方式：数据传送是单向的，一端为发送另一端为接收，只需一条数据线。

半双工方式：数据传送是双向的，A→B，B→A，同一时间只能做一个方向传送，只需一条数据线。

全双工方式：数据传送是双向的，A、B两端可同时发送，又可同时接收，需两根数据线。

MCS-51系列单片机有一个全双工的串行口

1.串行口结构

组成：发送数据缓冲器：只能写入，不能读出

接收数据缓冲器：只能读出，不能写入

发送控制器

输出控制门

接收控制器

输入移位寄存器

两个专用寄存器SCON：存放串行口的控制和状态信息

PCON：改变串行通信波特率

发送缓冲器和接收缓冲器两个用同一符号SBUF，地址99H，用指令判断选哪个

MOV SBUF，A写入；MOV A，SBUF读出

2.工作方式

串行口有4种工作方式，由SCON中的SM0:SM1来定义。方式0时，SM2位(多机通讯控制位)必须为0。

1)方式0

发送数据缓冲器：只能写入，不能读出

同步移位寄存器输入输出方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O口。

RXD引脚——串行输入/输出

TXD引脚——输出同步移位脉冲

8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。

波特率固定为fosc/12。

①发送

当CPU执行一条将数据写入发送缓冲器SBUF的指令时，产生一个正脉冲，串行口即把SBUF中的8位数据以fosc/12的固定波特率从RXD引脚串行输出，低位在先, TXD引脚输出同步移位脉冲，发送完8位数据置“1”中断标志位TI。

②接收

方式0接收时，REN为串行口接收允许接收控制位，REN=0，禁止接收。REN=1，允许接收。当CPU向串行口的SCON寄存器写入控制字(置为方式0，并置“1”REN位，同时RI=0)时，产生一个正脉冲，串行口即开始接收数据。

引脚RXD为数据输入端，TXD为移位脉冲信号输出端，接收器也以fosc/12的固定波特率采样RXD引脚的数据信息，当接收到8位数据时置“1”中断标志RI。表示一帧数据接收完毕，可进行下一帧数据的接收。

2)方式1

8位异步收发通信。用于数据的串行发送和接收。TXD脚和RXD脚分别用于发送和接收数据。

方式1收发一帧的数据为10位，1个起始位(0)，8个数据位，1个停止位(1)，先发送或接收最低位。

①发送

方式1输出时，数据位由TXD端输出，

当CPU执行一条数据写发送缓冲器SBUF的指令，就启动发送。图中TX时钟的频率就是发送的波特率。发送开始时，内部发送控制信号变SEND*变为有效，将起始位向TXD输出。

此后，每经过一个TX时钟周期，便产生一个移位脉冲，并由TXD输出一个数据位。8位数据位全部发送完毕后，置“1”中断标志位TI，然后SEND*信号失效。

②接收

前提REN=1；数据从RXD(P3.0)引脚输入。当检测到起始位的负跳变时，则开始接收。

定时控制信号有两种(如图所示)，一种是接收移位时钟(RX时钟)，它的频率和传送的波特率相同。另一种是位检测器采样脉冲，它的频率是RX时钟的16倍。也就是在1位数据期间，有16个采样脉冲，以波特率的16倍的速率采样RXD引脚状态，当采样到R