单片机串行口介绍

单片机原理及应用第6章80C51单片机的串行口80C51单片机是一种基于哈佛架构的8位单片机，具有强大的串行口功能。

串行口是一种通信接口，可以通过单根线传输数据。

本章将介绍80C51单片机的串行口原理及其应用。

一、80C51单片机的串行口原理80C51单片机的串行口包含两个寄存器，分别是SBUF（串行缓冲器）和SCON（串行控制寄存器）。

SBUF寄存器用来存储待发送或接收到的数据，SCON寄存器用来配置和控制串行口的工作模式。

80C51单片机的串行口有两种工作模式：串行异步通信模式和串行同步通信模式。

1.串行异步通信模式串行异步通信是指通信双方的时钟频率不同步，通信的数据按照字符为单位进行传输，字符之间有起始位、数据位、校验位和停止位组成。

80C51单片机的串行口支持标准的RS-232通信协议和非标准通信协议。

在串行异步通信模式下，SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。

首先，需要选择串行口的工作模式。

80C51单片机支持第9位，即扩展模式，可以用来检测通信错误。

其次，需要设置波特率。

波特率是指数据每秒传输的位数，用波特率发生器（Baud Rate Generator，BRGR）来控制。

然后，需要设置起始位、数据位和停止位的配置，包括数据长度（5位、6位、7位或8位）、停止位的个数（1位或2位）。

在发送数据时，将待发送的数据通过MOV指令传送到SBUF寄存器，单片机会自动将数据发送出去。

在接收数据时，需要检测RI（接收中断）标志位，如果RI为1，表示接收到数据，可以通过MOV指令将接收到的数据读取到用户定义的变量中。

2.串行同步通信模式串行同步通信是指通信双方的时钟频率同步，在数据传输时需要时钟信号同步。

80C51单片机的串行同步通信支持SPI（串行外设接口）和I2C（串行总线接口）两种协议。

在串行同步通信模式下，SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。

首先，需要选择串行口的工作模式。

80C51单片机支持主从模式，可以作为主设备发送数据，也可以作为从设备接收数据。

AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍AT89S51单片机串行口的内部结构如下图所示。

它有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器)，可同时发送、接收数据。

发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址(99H)。

串行口的控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器SCON 和PCON。

下面介绍这两个特殊功能寄存器各位的功能。

1、串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON，字节地址988H，可位寻址，位地址为98H～9FH。

SCON的格式如下图所示。

下面介绍SCON中各位的功能。

(1) SM0、SMl：串行口4种工作方式选择位。

SM0、SM1两位的编码所对应的4种工作方式见下表。

表串行口的4种工作方式(2) SM2：多机通信控制位。

因为多机通信是在方式2和方式3下进行的，因此SM2位主要用于方式2或方式3中。

当串行口以方式2或方式3接收时，如果SM2=1，则只有当接收到的第9位数据(RB8)为1时，才使RI置l，产生中断请求，并将接收到的前8位数据送人SBUF;当接收到的第9位数据(RB8)为0时，则将接收到的前8位数据丢弃。

而当SM2=0时，则不论第9位数据是l还是0，都将前8位数据送入SBUF中，并使RI置1，产生中断请求。

在方式1时，如果SM2=1，则只有收到有效的停止位时才会激活RI。

在方式0时，SM2必须为0。

(3)REN：允许串行接收位。

由软件置1或清0。

REN=1，允许串行口接收数据。

REN=O，禁止串行口接收数据。

(4)TB8：发送的第9位数据。

在方式2和方式3时，TB8是要发送的第9位数据，其值由软件置l或清O。

在双机串行通信时，TB8一般作为奇偶校验位使用;在多机串行通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为地址帧，TB8=0为数据帧。

(5) RB8：接收的第9位数据。

工作在方式2和方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。

单片机原理接口技术单片机原理接口技术是指如何实现单片机与外部设备之间的数据交互和通讯。

通过适当的接口技术，单片机可以与各种外设如传感器、执行器、显示器等进行连接和交互，实现功能的扩展和应用的多样化。

一、GPIO口通用输入输出口（General-purpose input/output, GPIO）是单片机中最常用的接口技术之一。

GPIO口可以通过编程进行配置和控制，可设置为输入或输出，可以读取外部信号状态或输出控制信号。

对于普通的外设，如按钮、开关等，可以通过GPIO口进行连接和控制。

二、串口串行口（Serial Port）是一种常见的接口技术，在单片机中通常用于与外部设备进行串行通信。

通过串口可以将数据一位一位地进行传输，通信速率相对较低，但占用的引脚数量较少，适用于长距离传输或与其他设备通信。

三、并行口并行口（Parallel Port）与串行口相反，可以同时传输多个数据位。

它的通信速率较高，但需要较多的引脚，适用于需要高速数据传输的场合。

四、SPI接口串行外设接口（Serial Peripheral Interface, SPI）是一种常用的同步串行通信接口。

通过SPI接口，单片机可以与各种外设如存储器、传感器、显示器等进行高速通信。

SPI接口通常由4根引线组成，包括时钟线、数据线、主从选择线和从机使能线。

五、I2C接口I2C（Inter-Integrated Circuit）接口是一种常见的串行通信接口，适用于多个设备之间的短距离通信。

通过I2C接口，单片机可以与多个设备进行连接，并通过地址选择不同的设备进行通信。

六、ADC/DAC接口模数转换器（Analog-to-Digital Converter, ADC）和数模转换器（Digital-to-Analog Converter, DAC）接口用于将模拟信号和数字信号之间进行转换。

通过ADC接口，单片机可以将模拟信号转换为数字信号进行处理，而通过DAC接口，单片机可以将数字信号转换为模拟信号输出。

单片机串行口几种工作方式的波特率单片机串行口是单片机与外部设备进行通信的重要接口之一。

在串行口通信中，波特率是一个关键参数。

波特率是指每秒钟传送的波特数量，用于衡量数据的传输速率。

单片机串行口的波特率通常选择常见的标准波特率，例如9600、19200、38400等。

单片机串行口的工作方式有多种，下面将详细介绍几种不同的工作方式下的波特率设置。

1. 同步串行口同步串行口是指在传输数据时，发送端和接收端通过一个时钟信号来同步数据的传输。

在同步串行口中，波特率的设置是固定的，因为发送端和接收端需要以相同的波特率来同步数据传输。

常见的同步串行口波特率包括115200、230400等。

2. 异步串行口异步串行口是指在传输数据时，发送端和接收端通过起始位、停止位来进行数据的同步。

在异步串行口中，波特率的设置是非常重要的，因为发送端和接收端需要以相同的波特率来正确解析数据。

常见的异步串行口波特率包括9600、19200、38400等。

3. 高速串行口随着单片机技术的进步和应用的广泛，对串行口的传输速率要求也越来越高。

高速串行口通常指的是波特率在1Mbps及以上的串行口。

高速串行口通常应用于需要大量数据传输的场景，例如高速数据采集、图像传输等。

4. 自适应波特率有些情况下，单片机需要与多种速率不同的设备通信，这就需要单片机具备自适应波特率的能力。

自适应波特率指的是单片机可以根据外部设备的对应波特率来自动调整自身的波特率。

这种方式可以极大地提高单片机的通信灵活性和适用性。

在实际应用中，程序员需要根据具体的通信需求选择合适的波特率，并在程序中进行相应的设置和配置。

还需要注意波特率的选取要与外部设备相匹配，以确保数据的正确传输和解析。

通过上述对单片机串行口几种工作方式的波特率的介绍，我们可以更好地理解单片机串行口通信中波特率的重要性以及不同工作方式下的波特率设置方法。

在实际应用中，合理选择和设置波特率将有利于提高通信的可靠性和稳定性。

单片机串行口及应用特百度单片机串行口是指单片机上的一组用于串行通信的接口。

串行通信是一种逐位传输数据的通信方式，相对于并行通信来说，占用的引脚数目较少，适用于资源有限的场合。

单片机串行口通常包括多个引脚，其中包括发送引脚（Tx），接收引脚（Rx）和时钟引脚（Clk）等。

单片机串行口的应用十分广泛，主要涉及以下几个方面：1. 与计算机通信：单片机通过串行口与计算机之间可以进行数据的传输与通信，可以用于单片机与PC进行数据的互传和控制。

在这种应用中，通过合理编程可以实现数据的双向传输，包括数据的发送和接收。

2. 控制外设：单片机可以通过串行口与外部设备进行通信和控制。

比如，单片机可以通过串行口与LCD液晶显示屏通信，控制其显示内容；通过串行口与电机驱动芯片通信，控制电机的转动；通过串行口与温湿度传感器通信，获取环境温湿度信息等。

3. 数据采集与传输：单片机可以通过串行口与各种传感器进行通信，实时采集传感器产生的数据，并通过串行口传输给其他设备进行处理。

比如，可以通过串行口与光电传感器通信，实时采集光照强度并传输给其他设备进行处理；通过串行口与压力传感器通信，实时采集压力数值并传输给其他设备进行处理。

4. 远程控制：单片机可以通过串行口与远程设备进行通信，实现对远程设备的控制。

比如，通过串行口与无线模块通信，实现对远程设备的远程开关控制；通过串行口与蓝牙模块通信，实现对蓝牙设备的远程控制等。

需要注意的是，由于单片机串行口的通信速率相对较低，一般只适合低速数据传输，对于高速数据传输，通常需要使用其他接口，如USB、以太网等。

单片机串行口在物联网、智能家居、工业控制、嵌入式系统等领域有着广泛的应用。

通过串行口的使用，可以实现信息的传输、设备的控制和数据的采集，提高系统的灵活性和可控性。

同时，单片机串行口的应用也需要深入了解串行通信的原理和相关编程知识，以保证通信的稳定和可靠性。

单片机串行口实验报告实验总结一、实验目的本实验旨在让学生了解单片机串行口的基本原理和应用，掌握单片机串行口的编程方法，培养学生动手实践和解决问题的能力。

二、实验器材1. STC89C52单片机开发板2. 电脑串口线3. 电脑终端仿真软件Tera Term三、实验原理串行口是单片机与外部设备进行通信的重要接口之一。

串行口通信是指将数据一个位一个地传输，每个数据位之间有一个时钟脉冲来同步传输。

常见的串行通信协议有RS232、RS485、SPI等。

本实验主要涉及到RS232协议。

四、实验内容1. 实现单片机向电脑发送数据并显示。

2. 实现电脑向单片机发送数据并控制LED灯闪烁。

五、实验步骤1. 连接STC89C52单片机开发板和电脑，使用Tera Term打开串口终端。

2. 编写程序，设置单片机的串行口通信参数（波特率、数据位数、停止位数等），并利用SendData函数向电脑发送数据。

3. 在Tera Term中设置相应的串口参数，并打开“local echo”选项，以便观察单片机发送的数据。

4. 编写程序，接收电脑发送的数据，并根据接收到的数据控制LED灯闪烁。

5. 在Tera Term中输入相应的命令，向单片机发送数据，观察LED灯的闪烁情况。

六、实验结果1. 实现了单片机向电脑发送数据并显示。

2. 实现了电脑向单片机发送数据并控制LED灯闪烁。

七、实验总结本实验使我对串行口通信有了更深入的理解，掌握了单片机串行口编程方法。

同时也锻炼了我的动手能力和解决问题的能力。

在实验过程中还需要注意串口参数设置和通信协议选择等问题，加深了我对这些知识点的理解。

单片机中常见的接口类型及其功能介绍单片机（microcontroller）是一种集成了中央处理器、内存和各种外围接口的微型计算机系统。

它通常用于嵌入式系统中，用于控制和监控各种设备。

接口是单片机与外部设备之间进行数据和信号传输的通道。

本文就单片机中常见的接口类型及其功能进行介绍。

一、串行接口1. 串行通信口（USART）：USART是单片机与外部设备之间进行串行数据通信的接口。

它可以实现异步或同步传输，常用于与计算机、模块、传感器等设备进行数据交换。

2. SPI（串行外围接口）：SPI接口是一种全双工、同步的串行数据接口，通常用于连接单片机与存储器、传感器以及其他外围设备。

SPI接口具有较高的传输速度和灵活性，可以实现多主多从的数据通信。

3. I2C（Inter-Integrated Circuit）：I2C接口是一种面向外部设备的串行通信总线，用于连接不同的芯片或模块。

I2C接口通过两条双向线路进行数据传输，可以实现多主多从的通信方式，并且占用的引脚较少。

二、并行接口1. GPIO（通用输入/输出）：GPIO接口是单片机中最常见的接口之一，用于连接与单片机进行输入输出的外围设备。

通过设置相应的寄存器和引脚状态，可以实现单片机对外部设备进行控制和监测。

2. ADC（模数转换器）：ADC接口用于将模拟信号转换为数字信号，常用于单片机中对模拟信号的采集和处理。

通过ADC接口，单片机可以将外部传感器等模拟信号转化为数字信号，便于处理和分析。

3. DAC（数模转换器）：DAC接口用于将数字信号转换为模拟信号。

通过DAC接口，单片机可以控制外部设备的模拟量输出，如音频输出、电压控制等。

三、特殊接口1. PWM（脉冲宽度调制）：PWM接口用于产生特定占空比的脉冲信号。

通过调节脉冲的宽度和周期，可以控制外部设备的电平、亮度、速度等。

PWM接口常用于控制电机、LED灯、舵机等设备。

2. I2S（串行音频接口）：I2S接口用于在单片机和音频设备之间进行数字音频数据传输。

MCS-51单⽚机的串⾏⼝及串⾏通信技术数据通信的基本概念串⾏通信有单⼯通信、半双⼯通信和全双⼯通信3种⽅式。

单⼯通信：数据只能单⽅向地从⼀端向另⼀端传送。

例如，⽬前的有线电视节⽬，只能单⽅向传送。

半双⼯通信：数据可以双向传送，但任⼀时刻只能向⼀个⽅向传送。

也就是说，半双⼯通信可以分时双向传送数据。

例如，⽬前的某些对讲机，任⼀时刻只能⼀⽅讲，另⼀⽅听。

全双⼯通信：数据可同时向两个⽅向传送。

全双⼯通信效率最⾼，适⽤于计算机之间的通信。

此外，通信双⽅要正确地进⾏数据传输，需要解决何时开始传输，何时结束传输，以及数据传输速率等问题，即解决数据同步问题。

实现数据同步，通常有两种⽅式，⼀种是异步通信，另⼀种是同步通信。

异步通信在异步通信中，数据⼀帧⼀帧地传送。

每⼀帧由⼀个字符代码组成，⼀个字符代码由起始位、数据位、奇偶校验位和停⽌位4部分组成。

每⼀帧的数据格式如图7-1所⽰。

⼀个串⾏帧的开始是⼀个起始位“0”，然后是5〜8位数据（规定低位数据在前，⾼位数据在后），接着是奇偶校验位（此位可省略），最后是停⽌位“1”。

起始位起始位"0”占⽤⼀位，⽤来通知接收设备，开始接收字符。

通信线在不传送字符时，⼀直保持为“1”。

接收端不断检测线路状态，当测到⼀个“0”电平时，就知道发来⼀个新字符，马上进⾏接收。

起始位还被⽤作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进⾏。

数据位数据位是要传送的数据，可以是5位、6位或更多。

当数据位是5位时，数据位为D0〜D4；当数据位是6位时，数据位为D0〜D5；当数据位是8位时，数据位为D0〜D7。

奇偶校验位奇偶校验位只占⼀位，其数据位为D8。

当传送数据不进⾏奇偶校验时，可以省略此位。

此位也可⽤于确定该帧字符所代表的信息类型，“1"表明传送的是地址帧，“0”表明传送的是数据帧。

停⽌位停⽌位⽤来表⽰字符的结束，停⽌位可以是1位、1.5位或2位。

停⽌位必须是⾼电平。

接收端接收到停⽌位后，就知道此字符传送完毕。

80C51单片机的串口是一个能进行全双工异步通信或同步移位寄存器，具有4种工作方式的可编程接口。

其帧格式可为8位、10位或11位，并可以设置多种不同的波特率。

通过引脚RXD（P3.0串行数据接收引脚）和引脚TXD（P3.1 串行数据发送引脚）与外界进行通信。

80C51单片机串行口是由发送缓冲寄存器SBUF、发送控制器、发送控制门、接收缓冲寄存器SBUF、接收控制寄存器、移位寄存器和中断等部分组成。

1．SBUF在逻辑上，SBUF只有一个，既表示发送寄存器，又表示接收寄存器。

具有同一个单元地址99H。

在物理上，SBUF有两个，一个是发送寄存器，另一个是接收寄存器。

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。

2．控制寄存器与串行通信有关的控制寄存器共有三个。

（1）串行控制寄存器SCONSCON是80C51的一个可位寻址的专用寄存器，用于串行数据通信的控制。

单元地址98H,位地址9FH-98H。

寄存器及位地址表示如下：当方式0时，接收完第8位数据后，该位由硬件置位。

在其它方式下，当接收到停止位时，该位由硬件置位。

因此RI=1，表示帧接收结束，其状态既可供软件查询使用，也可以请求中断。

RI位由软件清0。

（2）电源控制寄存器PCONPCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器。

单元地址为87H。

其内容如下：在HMOS的单片机中，该寄存器中除最高位之外，其它位都是虚设的。

最高位（SMOD）是串行口波特率的倍增位，当SMOD=1时串行口波特率加倍。

系统复位时，SMOD=0。

PCON寄存器不能进行位寻址，因此表中写了“位序”而不是“位地址”。

7.2.2 80C51单片机串行通信工作方式1．串行工作方式0在方式0下，串行口是作为同步移位寄存器使用。

这时以RXD（P3.0）端作为数据移位的入口和出口，而由TXD（P3.1）端提供移位脉冲。

移位数据的发送和接收以8位为一帧，不设起始位和停止位，低位在前高位在后。