串行口通信原理及操作流程

51單片機的串行口主要由兩個獨立的串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF（發(fā)送緩沖寄存器和接收緩沖寄存器）和發(fā)送控制器、接收控制器、輸入移位寄存器及若干控制門電路組成。

51 單片機可以通過特殊功能寄存器SBUF隊串行接收或串行發(fā)送寄存器進行訪問，兩個寄存器共用一個地址99H，但在物理上是兩個獨立的寄存器，由指令操作決定訪問哪一個寄存器。執(zhí)行寫指令時訪問串行發(fā)送寄存器；執(zhí)行讀指令時，訪問串行接收寄存器。（接收器具有雙緩沖結(jié)構(gòu)，即在接收寄存器中讀出前一個已接收到的字節(jié)之前，便能接收第二個字節(jié)，如果第二個字節(jié)已接收完畢，而第一個字節(jié)還沒有讀出，則將丟失其中一個字節(jié)，編程時應(yīng)引起注意。對于發(fā)送器，因為是由 cpu控制的，所以不需要考慮。

與串行口緊密相關(guān)的一個特殊功能寄存器是串行口控制寄存器SCON，它用來設(shè)定串行口的工作方式、接收/發(fā)送控制以及狀態(tài)標志等。

串行口控制寄存器SCON

串行口控制寄存器SCON在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為98H，可位尋址，單片機復(fù)位時SCON全部被清零。

SM0,SM1為工作方式選擇位。串行口有四種工作方式，它們由SM0、SM1設(shè)定。其中方式一最為常用。

SM2為多機通信控制位。

REN為允許串行接收位。

TB8為方式2、3中方式數(shù)據(jù)的第九位。

RB8為方式2、2中接收數(shù)據(jù)的第九位。

TI為發(fā)送中斷標志位，在方式0時，當串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，或在其他方式，串行發(fā)送停止位的開始時，由內(nèi)部硬件使TI置一，向CPU發(fā)出中斷申請。在中斷服務(wù)程序中，必須使用軟件將其清零，取消此中斷申請。

RI為接收中斷標志位。在方式0時，當串行接收第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，或在其他方式，串行接收停止位的中間時，由內(nèi)部硬件使RI置一，向CPU發(fā)出中斷申請。在中斷服務(wù)程序中，必須使用軟件將其清零，取消此中斷申請。

串口工作方式1簡介（0、2、3以后再說），串行口方式傳送1幀數(shù)據(jù)共10位，其中一位起始位（0），八位數(shù)據(jù)位（最低位在前，高位在后），一位停止位（1）。幀與幀之間可以有空閑，也可以無空閑。TXD（P3.1）位數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，RXD（P3.0）為數(shù)據(jù)接收引腳。其傳輸波特率是可變的，對于51單片機，波特率由定時器1的溢出率決定。

串行口方式1編程與實現(xiàn)

當數(shù)據(jù)被寫入SBUF寄存器后，單片機自動開始從起始位發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送到停止位的開始時，由內(nèi)部硬件使TI置1，向CPU申請中斷，接下來可在中斷服務(wù)程序中做相應(yīng)的處理，也可選擇不進入中斷。

用軟件置REN為1時，接收器以所選擇波特率的16倍速率采樣RXD引腳電平，檢測到RXD引腳輸入電平發(fā)生負跳變時，則說明起始位有效，將其移入輸入移位寄存器，并開始接收這一幀信息的其余位。接收過程中，數(shù)據(jù)從移位寄存器右邊移入，起始位移至輸入移位寄存器最左邊時，控制電路進行最后一次移位。當 RI=0，且SM2=0（或接收到的停止位為1時），將接收到的9位數(shù)據(jù)的前8位數(shù)據(jù)裝入接收SBUF，第9位（停止位）進入RB8，并置RI=1，向 CPU請求中斷。