单片机基础（八）：单片机串行口结构与工作方式及应用
单片机串行口结构
串行口结构如上图
发送时，SBUF中写入数据后，串行口通过发送控制器，将SBUF中的数据逐个逐位地通过串行输出口TXD引脚逐个发出，当一个字节发送结束后，触发TI中断位，通知单片机发送结束
接收时，先向REN引脚写1，外部引脚RXD会实时检测电平变化，当满足串行接收数据的条件时，会逐位接收数据并保存到SBUF，当一个字节接收结束后，触发RI中断位，通知单片机接收结束
串行口控制寄存器SCON
| SCON | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 98H | SM0 | SM1 | SM2 | REN | TB8 | RB8 | TI | RI |
SM0、SM1用于设定串行口工作方式 fosc ：晶振频率
| SM0 | SM1 | 方式 | 功能 | 波特率 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 方式0 | 移位寄存器方式 | fosc/12 |
| 0 | 1 | 方式1 | 8位异步通信方式 | 可变 |
| 1 | 0 | 方式2 | 9位异步通信方式 | fosc/32或fosc/64 |
| 1 | 1 | 方式3 | 9位异步通信方式 | 可变 |
SM2：多机通信控制位
REN：允许接收控制位
TB8/RB：发送/接收的第9位数据
TI：发送中断标志位
RI：接收中断标志位
电源控制寄存器
| PCON | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 87H | SMOD |
当SMOD位为1时，串行口方式1、方式2、方式3的波特率加倍
这里只介绍方式0与方式1的应用
方式0
方式0通常用来外接移位寄存器，用作扩展I/O口，方式0工作时波特率固定为 fsoc/12，工作时，串行数据通过RXD输入、输出，同步时钟通过TXD输出
发送：TI = 0 时，SBUF写入数据后，发送过程启动，发送结束后，TI被置为1，并向CPU申请中断
接收：在 RI = 0 时，将REN置”1″就启动一次接收过程，RXD上的串行数据一次移入移位寄存器，当一个字节发送完成之后，接收中断标志RI被置为”1″，同时向CPU申请中断
方式0波特率固定，也无需编程设定定时器
方式0应用实例：扩展并行I/O口
当外接串入并出的移位寄存器时，即是扩展并行输出口，当外接并入串出的移位寄存器时，相当于扩展并行输入口
原理图如下
4094模块使用方式：
D接RXD，CLK接TXD，STB接P1.0，OE接EA
扩展并行输出口控制流水灯程序如下：
#include<reg52.h>
sbit P1_0 = P1^0;
void main(){
unsigned char i;
unsigned int j;
SCON = 0x00;//设置串行口工作方式
i = 0x01;//00000001b 发送的用于控制LED灯的变量
for(;;){
P1_0 = 0;//将4094接入串口
SBUF = i;//
while(TI==0);
P1_0 = 1;//将STB置1,准备4094发送
TI = 0;//TI归位
for(j = 0;j<0xffff;j++);//适当延时
i = i*2;
if(i==0){
i = 0x01;//循环
}
}
}
方式1
方式1位8位异步通信方式，在方式1下，一帧信息为10位，1位起始位（0），8位数据位（低位在前）和1位停止位（1）
发送：在 TI = 0 时，向SBUF写入数据，启动发送过程，数据有TXD引脚送出，当一帧数据发送完毕后，TI 被置为”1″
接收：当 REN = 1 时，接收控制器开始接收数据，数据依次被移入移位寄存器，当8位数据及停止位全部移入后，进行响应操作
方式1下，TXD数据发送端，RXD为数据接收端，波特率可变，由定时/计数器T1的溢出率和电源控制寄存器PCON中的SMOD位决定，故可编程设定定时器以设定波特率，其中溢出率 = 计数器一秒钟内溢出的次数
波特率 = 2SMOD × (T1的溢出率) / 32
T1溢出率 = fsoc / ( 12 × 计数值 )
所以
T1的初值 = MAX值 – fsoc × 2SMOD / (12 × 波特率 × 32)
分析如下：
甲机发送程序：
#include<reg52.h>
void main(){
unsigned char i;
SCON = 0x40;
TMOD = 0x20;
TL1 = 0xE6；
TH1 = 0xE6;
TR1 = 1;//设定完毕
P1 = 0xff;//为读取准备
while(1){
i = P1;
SBUF = i;
while(TI==0);//等待发送完成
TI = 0;
}
}
乙机接收程序：
#include<reg52.h>
void main(){
SCON = 0x50;
TMOD = 0x20;
TL1 = 0xE6;
TH1 = 0xE6;
TR1 = 1;
EA = 1;
ES = 1;
while(1);
}
void setLED() intrrupt 4{
if(RI){
RI = 0;
P2 = SBUF;
}
}
2019/3/5