51单片机串口通讯及波特率设置

MCS-51单片机具有一个全双工的串行通讯接口，能一起进行发送和接纳。它能够作为UART（通用异步接纳和发送器）运用，也能够作为同步的移位寄存器运用。

1. 数据缓冲寄存器SBUF

SBUF是能够直接寻址的专用寄存器。物理上，它对应着两个寄存器，即一个发送寄存器一个接纳寄存器，CPU写SBUF便是修正发送寄存器；读SBUF便是读接纳寄存器。接纳器是双缓冲的，以防止在接纳下一帧数据之前，CPU未能及时的呼应接纳器的中止，没有把上一帧的数据读走而发生两帧数据堆叠的问题。关于发送器，为了坚持最大的传输速率，一般不需要双缓冲，由于发送时CPU是自动的，不会发生堆叠问题。

2. 状况操控寄存器SCON

SCON是一个逐位界说的8位寄存器，用于操控串行通讯的方法挑选、接纳和发送，指示串口的状况，SCON即能够字节寻址也能够位寻址，字节地址98H，地址位为98H~9FH。它的各个位界说如下：

MSB LSB

SM0和SM1是串口的作业方法挑选位，2个挑选位对应4种作业方法，如下表，其间Fosc是振荡器的频率。

SM2在作业方法2和3中是多机通讯的使能位。在作业方法0中，SM2有必要为0。在作业方法1中，若SM2=1且没有接纳到有用的中止位，则接纳中止标志位RI不会被激活。在作业方法2和3中若SM2=1且接纳到的第9位数据（RB8）为0，则接纳中止标志RB8不会被激活，若接纳到的第9位数据（RB8）为1，则RI置位。此功用可用于多处理机通讯。

REN为答应串行接纳位，由软件置位或铲除。置位时答应串行接纳，铲除时制止串行接纳。

TB8是作业方法2和3要发送的第9位数据。在许多通讯协议中该位是奇偶位，能够按需要由软件置位或铲除。在多处理机通讯中，该位用于表明是地址帧仍是数据帧。

RB8是作业方法2和3中接纳到的第9位数据（例如是奇偶位或许地址/数据标识位），在作业方法1中若SM2=0，则RB8是已接纳的中止位。在作业方法0中RB8不运用。

TI 为发送中止标志位，由硬件置位，软件铲除。作业方法0中在发送第8位结尾由硬件置位；在其他作业方法时，在发送中止位开端时由硬件置位。TI=1时，恳求中止。CPU呼应中止后，发送下一帧数据。在任何作业方法中都有必要由软件铲除TI。

RI为接纳中止标志位，由硬件置位，软件铲除。作业方法0中在接纳第8位结尾由硬件置位；在其他作业方法时，在接纳中止位的中心由硬件置位。RI=1时，恳求中止，要求CPU取走数据。但在作业方法1中，SM2=1且未接纳到有用的中止位时，不会对RI置位。在任何作业方法中都有必要由软件铲除RI。

体系复位时，SCON的一切位都被铲除。

操控寄存器PCON也是一个逐位界说的8位寄存器，现在仅仅有几位有界说，如下所示：

MSB LSB

仅最高位SMOD与串口的操控有关，其他位与掉电方法有关。PCON的地址为87H只能按字节寻址，SMOD是串行通讯波特率系数操控位，当串口作业在作业方法1、2时，若运用T1作为波特率发生器其SMOD=1则波特率加倍（见下面胪陈）。

GF1 和GF0用于一般的用处，关于AT89系列为通用的标志位，PD为电源下降位，关于AT89系列，PD为1进入掉电状况，IDL为IDLE形式位，关于AT89系列，IDL为1进入闲暇作业方法，在PD和IDL一起为1时，PD优先。

（1） 作业方法0

SM0=0且SM1=0时，串口挑选作业方法0，本质这是一种同步移位寄存器形式。

其数据传输的波特率固定为Fosc/12，数据由RXD引脚输入或输出，同步时钟由TXD引脚输出。接纳/发送的是8位数据，传输是低位在前，帧格局如下：

（2）作业方法1

当SM0=0且SM1=1时，串口挑选作业方法1，其数据传输的波特率由守时/计数器T1、T2的溢出速率决议，可通进程序设定。当T2CON寄存器中的RCLK和TCLK置位时，用T2作为发送和接纳波特率发生器，而RCLK=TCLK=0时，用T1作为波特率发生器，两者还能够穿插运用，即发送和接纳选用不同的波特率。数据由TXD引脚发送，由RXD引脚接纳。

发送或接纳一帧的数据为10位，即1位开端位（0）、8位数据位（低位在先）和1位中止位（1）。真格局如下：

类似于作业方法0，当履行任一条SBUF指令时，就发动串行数据的发送。在履行写入SBUF的指令时，也将“1”写入发送移位寄存器的第9位，并告诉发送操控器有发送恳求。实际上，发送进程始于内部的16分频计数器下次满度翻转（全“1”变全“0”）后的那几个机器周期的开端。所以，每位的发送进程与16分频计数器同步，而不是与“写SBUF”同步。

此方法的作业进程包含发送和接纳两部分。

当履行任一条写SBUF指令时，就发动串行数据的发送。在履行写入SBUF的指令时，也将“1”写入发送移位寄存器的第9位，并使发送操控器开端发送。在这期间，内部的守时确保写入SBUF与激活发送之间有一个完好的机器周期。当发送脉冲有用后，移位寄存器的内容由RXD引脚串行移位输出，移位脉冲由TXD引脚输出。

在发送有用的每个机器周期，发送移位寄存器右移一位，就在其左面补“0 ”。当数据的最高位移到移位寄存器的输出时，原写入第9位的“1”正好移到最高位的左面一位，由此向左的一切位都为“0”，这标志着发送操控器要进行最终顺次移位，并吊销发送有用，一起使发送中止标志TI置位。

当REN=1且接纳中止标志RI位铲除时，即发动一个接纳进程。鄙人一个机器周期，接纳操控器将“11111110”写入接纳移位寄存器，并鄙人一周期内激起接纳有用，一起由TXD引脚输出移位脉冲。在移位脉冲的操控下，接纳移位寄存器的内容每一个机器周期左移一位，一起由RXD引脚接纳一位输入信号。

每逢接纳移位寄存器左移一位，原写入的“11111110”也左移一位。当最右边的“0”移到最左面时，标志着接纳操控器要进行最终一次移位。在最终移位行将结束时，接纳移位寄存器的内容送入到接纳数据缓冲寄存器SBUF，然后在发动接纳的第10个机器周期时，铲除接纳信号，将RI置位。

假如在第一个时钟周期中接纳到的不是开端位（“0”），就复位接纳电路，持续检测RXD引脚上1到0的跳变。假如接纳到的是开端位，就将其移入接纳移位寄存器，然后接纳该帧的其他位。接纳到的位从右边移入，本来写入的1从左面移出，当开端位移到最左面时，接纳操控器将操控进行最终一次移位，把接纳到的第9为数据送到接纳数据缓冲器SBUF和RB8，一起置位RI。

在进行最终一次移位时，能将数据送入到接纳数据缓冲器SBUF和RB8而且置位RI的条件如下：

● RI=0，即上一真数据接纳完结时，宣布的中止恳求现已被呼应，SBUF中的上一帧数据现已被取走。

● SM2=0或接纳到的中止位为1。

这两个条件有一个不满意接纳到的数据就有或许丢掉，而且无法修正；如两者都满意则数据装入SBUF，中止位装入RB8且置位RI。

开端发送后的一个位周期，发送信号有用，开端将开端位送TXD引脚。一位时刻后，数据信号有用。发送移位寄存器将数据由低位到高位次序输出至TXD引脚。一位时刻后第一个移位脉冲呈现，将最低数据位从右边移出，一起从左面补上“0”。当数据的最高位移到移位寄存器的输出端时，从前写入第9位的“1”正好移到最高位的左面一位，而它的左区悉数为“0”。在第10个位周期（16分频计数器回0时），发送操控器要进行最终一次铲除发送信号，一起使发送中止标志TI置位。

当REN=1且接纳中止标志RI位铲除后，若在RXD引脚上检测到一个由“1”到“0”的跳变，当即发动一次接纳的进程。一起复位16分频计数器，使输入位的边缘与时钟对齐，并将1FFH（9个“1”）写入接纳移位寄存器。接纳操控器持续以波特率的16倍的速率持续对RXD引脚进行检测，对每一位时刻的第7、8、9个计数状况的采样值用大都表决法，当2次或2次以上的采样值相一起，采样值被承受。

（1） 作业方法2和3

当SM0=1且SM1=0时，串口挑选作业方法2，当SM0=1且SM1=1时，串口挑选作业方法3。数据由TXD引脚发送由RXD引脚接纳。

发送和接纳的一帧信息为11位，即1位开端位（0），9位数位（低位在前,第9位数据位是可编程位）1位中止位（1）。发送时，可编程位（TB8）可赋0或1，接纳时可编程位进入SCON中的RB8。帧的格局如下：