串口通信的工作原理图 串口通信的工作原理和特点

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串口通信原理 串口通信是怎么工作的

1、串口通信（Serial Communications）的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。T7E星座分析

2、它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总长不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米。T7E星座分析

3、而对于串口而言，长度可达1200米。典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成，分别是地线、发送、接收。T7E星座分析

4、由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但不是必须的。T7E星座分析

5、串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配。T7E星座分析

串行口通信(一)

人类生存于世，少不了沟通。沟通使人类互相认知，传递信息，提升生活品质。但然单片机也需要，不然单单一个机器，无法构成一个系统，发挥更大的力量。只有单片机与外围设备传递信息，互相反馈才会有一个完美的系统。串行口通信就被发明出来，下面来了解串行口通信（uart）。T7E星座分析

为了能更好理解串行口通信，在介绍它之前，先来看看几个概念，补充知识，方便深入明白uart工作原理。T7E星座分析

串行通信有两种，一位异步串行通信，二为同步串行通信。T7E星座分析

异步串行通信 ：异步串行通信是指通信双方以一个字符（包括特定附加位）作为数据传输单位且发送方传送字符的间隔时间不一定，具有不规则数据段传送特性的串行数据传输。T7E星座分析

同步串行通信 ：所谓同步通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。T7E星座分析

两种串行通信不同就只有时间，在发送字符时，异步可以是不同时间间隔发送，但同步只能以固定的时间间隔发送。T7E星座分析

波特率 ：波特率表示每秒钟传送的二进制位数，是衡量数据传送速率的指标，它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示。T7E星座分析

相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率，不然无法成功完成串行通信。T7E星座分析

52单片机具有一个全双工串行通信口。一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最佳振荡频率为6M—12M。管脚RXD( P3.0),TXD(P3.1)与串口通信有关。波特率可以设置。T7E星座分析

串行口通信与三个寄存器有关，分别是:T7E星座分析

这个寄存器只有SMOD位与串行口通信有关。系统复位默认为SMOD=0。当为用52单片机的定时器2产生波特率时，波特率不受SMOD影响。用定时器1产生波特率时，不去设置，就默认为0，波特率正常，设置为1时，波特率加倍。T7E星座分析

串行口为10位通用异步接口。发送或接收一帧数据信息为10位，包括1位起始位“0”、8位数据位、1位停止位“1”。发送数据：数据从TXD端口输出，当数据写入发送缓冲器SBUF时，就启动发送器发送。发送完一帧数据后，置中断标志TI=1，申请中断，通知CPU可以发送下一个数据了。接收数据：首先使REN=1（允许接收数据），串行口从RXD接收数据，当采样到1至0跳变时，确认是起始位“0”，就开始接收一帧数据，当接收完一帧数据时，置中断标志RI=1，申请中断，通知CPU从SBUF取走接收到的数据 。T7E星座分析

溢出速率即溢出频率，只要算出定时器每溢出一次所需要的时间T,那溢出率就是1/T。计算在没有波特率加倍（SMOD=0）的情况下，波特率为9600bps时怎样赋值计数器。这里说明一下，由于波特率是需要很精确的，不然通信会出错。如果采用定时器工作模式1，采用人工重载，会有较大误差，因为进入中断函数也需要时间，累积时间就会出错。所以这里运用工作模式2，8位自动重装。计数器自动重装不需人工干预，减少误差。T7E星座分析

对照上面公式，波特率不加倍，SMOD=0,工作模式2，那n=8，波特率=9600，就可以算出x=253，十六进制为fd。T7E星座分析

范例1是将接受的数据原封不动发送出去。采用查询法，故不需要打开串口中断，不用中断函数。只需不断查询TI,RI的值，就知道数据接收发送情况。T7E星座分析

与范例1如出一撤，就不详细注释。T7E星座分析

在串口通信中，方式1是最常用的，要认真理解方式1。串行数据一位一位的已经不用处理了，52单片机已经有一个模块处理完了。只要知道接收一个数据，产生一次接收中断，要软件置0.，发送一个数据会产生一次发送中断，也要软件置0。自行置0，处理好数据就OK。下一篇将介绍其他三种方式，欢迎关注。T7E星座分析

串行口工作方式

串行口分四种工作方式，由SCON中的SMO、SM1二位选择决定。T7E星座分析

1.方式0T7E星座分析

（1）特点T7E星座分析

1.用作串行口扩展，具有固定的波特率，为Fosf/12。T7E星座分析

2.同步发送/接收，由TXD提供移位脉冲，RXD用作数据输入/输出通道。T7E星座分析

3.发送/接收8位数据，低位在先。T7E星座分析

（2）发送操作T7E星座分析

当执行一条“MOV SBUF，A”指令时，启动发送操作，由TXD输出移位脉冲，由RXD串行发送SBUF中的数据。发送完8位数据后自动置TI=1，请求中断。要继续发送时，T1必须有指令清零。（3）接收操作T7E星座分析

在RI=0条件下，置REN=1，启动一帧数据的接收，由TXD输出移位脉冲，由RXD接收串行数据到A中。接收完一帧自动置位RI，请求中断。想继续接收时，要用指令清零RI。2.方式1T7E星座分析

（1）特点T7E星座分析

1.8位UART接口。T7E星座分析

2.帧结构为10位，包括起始位（为0），8位数据位，1位停止位。T7E星座分析

3.波特率由指令设定，由T1的溢出率决定。T7E星座分析

（2）发送操作T7E星座分析

当执行一条“MOV SBUF，A”指令时，启动发送操作，A中的数据从TXD端实现异步发送。发送完一帧数据后自动置TI=1，请求中断。要继续发送时，TI必须由指令清零。（3）接收操作T7E星座分析

当置REN=1时，串行口采样RXD，当采样到1至0的跳变时，确认串行数据帧的起始位，开始接收一帧数据，直到停止位到来时，把停止位送入RB8中。置位RI请求中断。CPU取走数据后用指令清零RI。3.方式2和方式3T7E星座分析

方式2和方式3具有多机通信功能，这两种方式除了波特率不同以外，其余完全相同。T7E星座分析

（1）特点T7E星座分析

1.9位UART接口。T7E星座分析

2.帧结构为11位，包括起始位（为0）、8位数据位、1位可编程位TB8/RB8和停止位（为1）。T7E星座分析

3.波特率在方式2时为固定FOSC/32或FOSC/64，由SMOD位决定，当SMOD=1时，波特率为FOSC/32；当SMOD=0时，波特率为FOSC/64。方式3的溢出率由T1的溢出率决定。（2）发送操作T7E星座分析

发送数据之前，由指令设置TB8（如作为奇偶校对位或地址/数据位），将要发送的数据由A写入SBUF中启动发送操作。在发送中，内部逻辑会把TB8装入发送移位寄存器的第9位位置，然后发送一帧完整的数据，发送完毕后置位TI。TI须由指令清零。（3）接收操作T7E星座分析

当置位SEN位且RI=0时，启动接收操作，帧结构上的第9位送入RB8中，对所接收的数据视SM2和RB8的状态决定是否会使RI置位。T7E星座分析

当SM2=0时，RB8不论什么状态RI都置1，串行口都接收数据。T7E星座分析

当SM2=1时，为多机通信方式，接收到的RB8为地址/数据表识位。T7E星座分析

当RB8=1时，接收的信息为地址帧，此时置位RI，串行口接收发送来的数据。T7E星座分析

当RB8=0时，接收的信息为数据帧，若SM2=1时，RI不会置位，此数据丢弃；若SM2=0，则SBUF接收发送来的数据。T7E星座分析

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