80C51串行口的结构

有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用同一地址99H；接收器是双缓冲结构；发送缓冲器，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误

80C51串行口的控制寄存器

SCON是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志

SM0、SM1为工作方式选择位，可以选择四种工作方式，详情见下方串行口的工作方式

SM2，多机通信控制位，主要用于方式2和方式3，当接收机的SM2=1时可以利用收到的RB8来控制是否激活RI（RB8=0时不激活RI，收到的信息丢弃；RB8=1时收到的数据进入SBUF，并激活RI，进而在中断服务中将数据从SBUF读走）。当SM2=0时，不论收到RB8为0和1，均可以使收到的数据进入SBUF，并激活RI（即此时RB8不具有控制RI激活的功能），通过控制SM2，可以实现多机通信。、

方式0时，SM2必须是0。在方式1时，如果SM2=1，则只有接收到有效停止位时，RI才置1。

REN，允许串行接收位。由软件置REN=1，则启动串行口接收数据；若软件置REN=0，则禁止接收。

TB8，在方式2或方式3中，是发送数据的第九位

　　可以用软件规定其作用，可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧/数据帧的标志位。在方式0和方式1中，该位未用

RB8，在方式2或方式3中，是接收数据的第九位，作为奇偶校验或地址帧/数据帧的标志位。在方式1时，若SM2=0，则RB8是接收到的停止位

TI，发送中断标志位。在方式0时，当串行发送第8位数据结束时，或在其他方式，串行发送停止位的开始时，由内部硬件使TI置1，向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请

RI，接收中断标志位。在方式0时，当串行接收第8位数据结束时，或在其他方式，串行接收停止位的中间时，由内部硬件使RI置1，向CPU发中断申请。也必须在中断服务程序中，用软件将其清0，取消此中断申请。

PCON

PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关：

SMOD（PCON.7）波特率倍增位。在串行口方式1、方式2、方式3时，波特率与SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍，复位时，SMOD=0

80C51串行口的工作方式

方式0时，串行口为同步移位寄存器的输入输出方式。主要用于扩展并行输入或输出口。数据由RXD引脚输入或输出，同步移位脉冲由TXD引脚输出。发送和接收均为8为数据，低位在先，高位在后。波特率固定为fosc/12

方式0输出

方式0输入

方式1是10位数据的异步通信口，TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示，其中1位起始位，8位数据位，1位停止位

方式1输出

方式1输入

用软件置REN为1时，接收器以所选择波特率的16倍速率采样RXD引脚电平，检测到RXD引脚输入电平发生负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位。当RI=0，且SM2=0（或接收到的停止位为1）时，将接收到9位数据的前8位数据装入接收SBUF，第9位（停止位）进入RB8，并置RI=1时，向CPU请求中断

方式2和方式3时为11位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚

方式2和方式3起始位1位，数据9位（含1位附加的第9位，发送时为SCON中的TB8，接收时为RB8），停止位1位，一帧数据为11位，方式2的波特率固定为晶振频率的1/64或1/32，方式3的波特率由定时器T1的溢出率决定

方式2和方式3输出

发送开始时，先把起始位0输出到TXD引脚，然后发送移位寄存器的输出位（D0）到TXD引脚，每一个移位脉冲都使输出移位寄存器的各位右移一位，并由TXD引脚输出

第一次移位时，停止位“1”移入输出移位寄存器的第9位上，以后每次移位，左边都移入0，当停止位移至输出位时，左边其余位全为0，检测电路检测到这一条件时，使控制电路进行最后一次移位，并置TI=1时，向CPU请求中断。

方式2和方式3输入

接收时，数据从右边移入输入移位寄存器，在起始位0移到最左边时，控制电路进行最后一次移位。当RI=0，且SM2=0（或接收到第9位数据为1）时，接收到的数据装入接收缓冲器SBUF和RB8（接收数据的第9位），置RI=1，向CPU请求中断，如果条件不满足，则数据丢失，且不置位RI，继续搜索RXD引脚的负跳变

波特率的计算

在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有约定。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可变的，由定时器T1溢出率来决定

串行口的四种工作方式对应三种波特率，由于输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波特率计算公式也不相同

方式0的波特率=fosc/12

方式2的波特率=（2SMOD/64）*fosc

方式1的波特率=（2SMOD/32）*T1溢出率

方式3的波特率=（2SMOD/32）*T1溢出率

当T1作为波特率发生器时，最典型的用法是使T1工作在自动再装入的8位定时器方式（即方式2，且TCON的TR1=1，以启动定时器）。这时溢出率取决于TH1中的计数值

T1溢出率=fosc/{12x[256-（TH1）]}

在单片机应用中，常用的晶振频率为：12MHz和11.0592MHz。所以，选用波特率也是相对固定，常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。

串口如何使用

串行口工作之前，应对其进行初始化，主要使设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制，具体步骤如下：

确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）

计算T1的初值，装载TH1、TL1

启动T1（编程TCON中的TR1位）

确定串行口控制（编程SCOnes寄存器）

串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）

单片机与单片机的通信

一、点对点通信（硬件连接）

二、多机通信（硬件连接）

单片机构成的多机系统常采用总线型主从式结构，所谓主从式，即在数个单片机中，有一个是主机，其余的是从机，从机要服从主机的调度、支配。80C51单片机的串行口方式2和方式3适于这种主从式的通信结构。当然采用不同的通信标准时，还需进行相应的电平转换，有时还要对信号进行光电隔离，在实际的多机应用系统中，常采用RS-485串行标准总线进行数据传输