串行口通信原理及操作流程.doc

串行口通信原理及操作流程详细解析 串行口通信是一种常见的数据传输方式，其特点是数据位逐个顺序传输，与并行口相比，它只需要较少的信号线，简化了硬件设计。在51单片机中，串行口是一个可编程的全双工通信接口，它利用UART（通用异步收发器）技术实现数据的同步或异步传输。51单片机的串行口由两个独立的串行数据缓冲寄存器SBUF、发送控制器、接收控制器、输入移位寄存器以及多个控制门电路组成。SBUF寄存器既有发送功能也有接收功能，物理上虽然为两个寄存器，但共享同一个地址（99H），通过指令操作决定访问哪一个寄存器。 在编程时，需要关注串行口的工作状态，这可以通过串行口控制寄存器SCON来设定。SCON寄存器位于特殊功能寄存器区，字节地址为98H，支持位寻址。SCON寄存器的位功能包括：SM0和SM1用于选择四种工作模式中的一个，其中工作模式1最为常用；SM2用于多机通信控制；REN用于允许接收数据；TB8和RB8是第九数据位，在不同的工作模式中用于不同的目的；TI和RI分别作为发送和接收中断标志位。当TI和RI被硬件置位时，表明发送或接收操作完成，应由软件清零以取消中断申请。 串行口的通信格式为一帧数据包含10位，其中一位起始位、八位数据位、一位停止位。数据位以最低位在前、高位在后的顺序传输。数据发送与接收是通过TXD（P3.1）和RXD（P3.0）引脚进行的。串行口的波特率可变，对于51单片机，波特率由定时器1的溢出率决定。 在编程实现串口通信时，首先要对单片机进行初始化设置，包括设定定时器1的工作方式、计算并加载定时器初值、启动定时器、设定串行口工作方式以及中断初始化。这一系列的设置确保了串口可以按照预定的波特率和工作模式进行数据传输。在工作模式1中，串口按帧传输数据，每帧数据由起始位开始，以停止位结束。当数据写入SBUF寄存器后，单片机自动开始发送数据，并在发送停止位开始时触发发送中断。接收数据时，单片机通过设置REN位，以16倍波特率速率采样RXD引脚，检测起始位并开始接收帧信息，RI置位表示接收完成，若SM2=0或停止位为1，则数据存入SBUF，第九位数据存入RB8，并发出接收中断请求。 51单片机的串行口通信涉及多个寄存器和控制位的配置，以及数据帧的正确发送与接收。编程者需要精通这些细节，并在实际应用中合理配置相关寄存器，以实现稳定可靠的串行通信。