C51串行口时序图

温 度 数据输出(二进制补码) 0000 0111 1101 0000 0000 0101 0101 0000 0000 0001 1001 0001 0000 0000 1010 0010 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1000 1111 1111 0101 1110 1111 1110 0110 1111 1111 1100 1001 0000 数据输出（十六 进制） 07D0h 0550h* 0191h 00A2h 0008h 0000h FFF8h FF5Eh FF6Fh FC90h +125℃ +85℃ +25.0625℃ +10.125℃ +0.5℃ 0℃ -0.5℃ -10.125℃ -25.0625℃ -55℃
值，并把它与存贮在DS18B20 内的CRC值进行比较，以决
定ROM 的数据是否已被主机正确地接收。计算CRC的等效 多项式函数为： CRC=X^8+X^5+X^4+1
单线总线
1. 单总线数字温度传感器DS18B20
(4) DS18B20的操作命令
DS18B20经单线接口协议进行存取操作的顺序是：
write_comd_18b20(0x4e);
write_comd_18b20(0x75); write_comd_18b20(0x18);
/*发送写高Βιβλιοθήκη 暂存器命令*//*发送写TH字节*/ /*发送写TL字节*/
write_comd_18b20(0x3f);
while(reset_pulse()); */write_comd_18b20(0xcc);
温度高于TH或低于TL中的数值，DS1820上电时报警条件被置位。

! #")!*+,-.!*+,/-0+,1 "2-342+5 即 !" 与 !" 之 间 沟 通 的
总 线 。传 统 的 平 行 总 线 因 为 采 用 平 行 的 结 构 ， 所 以 !" 之 间接线较多， 且需要译码电路， 显 得 非 常 复 杂 。而 具 备 ! #" 总线功 能 的 组 件 ， 其地 址 已 经 内 置 在 组 件 中 ， 只 需 要 且可靠性和安全性会 更 好 ， $67 、 $"8 # 条线就能传送数据， 每 个 具 有 ! #" 总线的 !" 均 可 以 视 为 独 立 的 模 块 。
6789 :A8<MQR<M=>?@;A 9;<C >?@;A AM;9QR<M=6789C
3 3 写字节 3 3 读字节
!
小
结
’&2 程 序 如 下 ：
3 ! 012-+.) 晶 振 4#%5 ! 3 6789 :;8<=>?@;A ?7>B<C D >?@;< E ； F7A=EG) ； EH?7>B< ； EIIC ； J 6789 8B8<=6789C D 0KG2 ； 0KG) ； L;8<=&)C ； 0KG2 ； L;8<=.C ； L;8<=,)C ； J 6789 :A8<M)=6789C D 0KG2 ； 0KG) ； L;8<=4C ； 0KG2 ； L;8<=2C ； J $ 2 . 3 3 写 ) 信号 3 3 初始化 3 3 延时子程序
!"& ’()*+, 总 线 接 口 芯 片 编 程

04 MCS-51单片机的串行口编程与应用
CHAPTER
串行口的初始化编程
串行口初始化
在应用串行口之前，需要对其进行初 始化设置，包括设置波特率、数据位 、停止位、奇偶校验等参数。
寄存器配置
根据需要配置相关的寄存器，如控制 寄存器、状态寄存器等，以控制串行 口的操作模式和状态。
串行口的发送数据编程
USB接口
是一种通用串行总线接口，传输速度快，支持热插拔， 但需要专门的驱动程序。
串行口的发展趋势与未来展望
高速化
随着技术的发展，串行口 的传输速率不断提高，未 来将实现更快的数据传输 速度。
标准化
为了方便不同设备之间的 通信，串行口的接口标准 和协议将不断标准化。
集成化
未来串行口将更加集成化， 与其它接口融合在一起， 实现更加便捷的通信方式。
串行口的波特率寄存器
MCS-51单片机的串行口具有两个波 特率寄存器：TH2（定时器2高字节） 和TL2（定时器2低字节）。
波特率寄存器用于设置串行通信的波 特率，通过配置TH2和TL2的值，可 以生成所需的波特率。
串行口的模式选择
MCS-51单片机的串行口具有四种工作 模式：模式0、模式1、模式2和模式3。
传输速度
并行口的传输速度较快， 适用于大数据量的传输， 而串行口由于一位一位地 传输，速度相对较慢。
连接复杂性
并行口的连接线较多，连 接复杂，而串行口连接简 单，只需一根数据线。
其他类型的串行口比较
RS-232接口
是一种标准的串行通信接口，传输距离较远，但传输 速率较慢。
RS-485接口
是一种差分信号传输方式，具有更强的抗干扰能力， 适用于长距离通信。
02 MCS-51单片机的串行口结构与特性

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7.2 串行口及应用
• 7.2.1 89C51串行口 • 7.2.2 89C51串行口的应用
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7.2.1 89C51串行口
1.结 构
2.串行口控制字及控制寄存器
3.串行通信工作方式
4.波特率设计
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1.结 构
• 89C51通过引脚RXD（P3.0，串行数据接收端）和引脚TXD（P3.1， 串行数据发送端）与外界进行通信。其中有两个物理独立的接收、发 送缓冲器SBUF，它们占用同一低值99H，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。
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7.1.1 数据通信
• 在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间 常常要进行信息交换，一台计算机与其他计算 机之间也往往要交换信息，所有这些信息交换 均可称为通信。
• 通信方式有两种，即并行通信和串行通信。 • 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方
式。
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发送和接受能力。
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图7-2 串行通信中的数据传送方式
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7.1.3 异步通信和同步通信
• 串行通信有两种基本通信方式，即异步 通信和同步通信。
1.异步通信：数据是一帧一帧传送的。
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图7-3 异步通信数据格式
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1.异步通信
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7.1.1 数据通信
• 并行通信是指数据的各位同时进行传送（发送 或接收）的通信方式。

其他工作方式，串行接受到停止位时，该位置“1”。 RI=1，表达一帧数据接受完毕，并申请中断, CPU从 接受SBUF取走数据。该位状态也可软件查询。RI必 须由软件清“0”。
6.1.2 特殊功能寄存器PCON
字节地址为87H，没有位寻址功能。
SMOD：波特率选择位。 例如：方式1旳波特率旳计算公式为： 方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1旳溢出率
图6-14 流水灯显示电路图
ORG 0000H LJMP MAIN ORG 2023H MAIN： MOV SCON，#00H ；置串行口工作方式0 MOV A，#80H ：最高位灯先亮 CLR P1.1 ；关闭并行输出（避象传播过程中，各 LED旳“暗红”现象） OUT0： MOV SBUF，A ；开始串行输出 OUT1： JNB TI，OUT1 ；输出完否？ CLR TI ;完了，清TI标志，以备下次发送 SETB P1.1 ；打开并行口输出 ACALL DELAY ；延时一段时间 RR A ；循环右移 CLR P1.1；关闭并行输出 SJMP OUT0；循环 DELAY： …………；延时子程序，不再反复
假如SM2=0，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都 将 前8位数据送入SBUF中，并置“1” RI，产生 中断祈求。
在方式1时，假如SM2=1，则只有收到停止位时才会激 活RI。
在方式0时，SM2必须为0。
（3）REN——允许串行接受位
由软件置“1”或清“0”。
REN=1 允许串行口接受数据。 REN=0 禁止串行口接受数据。 （4）TB8——发送旳第9位数据 方式2和3时，TB8是要发送旳第9位数据，可作为奇偶 校验位使用，也可作为地址帧或数据帧旳标志。 =1为地址帧, =0为数据帧 （5）RB8——接受到旳第9位数据 方式2和3时，RB8存储接受到旳第9位数据。在方式1 ，假如SM2=0，RB8是接受到旳停止位。在方式0， 不使用RB8。 （6）TI——发送中断标志位

8.2.1 方式0
2．方式0输入
图8-8 串口方式0外接并行输入、串行输出的同步移位寄存器
8.2.1 方式0
2．方式0输入
参考程序如下：
#include <reg51.h>
#include "intrins.h"
#include<stdio.h>
sbit P1_0=0x90;
sbit P1_1=0x91;
8.2.1 方式0
1．方式0输出 方式0的发送时序见图8-5。
图8-5 方式0发送时序
8.2.1 方式0
1．方式0输出
（2）方式0输出的应用案例 典型应用是串口外接串行输入/并行输出的同步移位寄 存器74LS164，实现并行端口的扩展。 图 8-6为 串 口 方 式 0， 通 过 74LS164输 出 控 制 8个 外 接 LED发光二极管亮灭的接口电路。当串口设置在方式0输出 时 ， 串 行 数 据 由 RXD端 （ P3.0） 送 出 ， 移 位 脉 冲 由 TXD端 （P3.1）送出。在移位脉冲的作用下，串行口发送缓冲器的 数据逐位地从RXD端串行地移入74LS164中。
1．方式0输出
//串行口中断服务程序
void Serial_Port( ) interrupt 4 using 0 {
if(TI) {
// 如果TI=1，1个字节串行发送完毕
P1_0=1;
// P1_0=1，允许74LS164并行输出，
//流水点亮二极管
SBUF=nSendByte;
8.2.1 方式0
1．方式0输出
参考程序：
#include <reg51.h>
#include <stdio.h>

5.2 89C51单片机定时器/计数器
2、中断方式参考源程序：
＃include <reg51.h>
sbit P1_0=P1^0; void timer0( ) interrupt 1
{ TH0=0x15;
TL0=0xa0; P1_0=～P1_0; }
void main ( void ) { P1=0xff； TMOD=0X01； TH0=0x15； TL0=0xa0； TR0=1； EA=1； ET0=1； While (1)； }
六、顺序控制系统所涉及的知识点
（1）定时/计数器的概念。 （2）89C51单片机中定时/计数器的应用。 （3）C51定时/计数器中断服务程序的设计与应用。
5.2 89C51单片机定时器/计数器
定时和计数功能最终都是通过计数实现的，若计数的事件源是
周期固定的脉冲，则可以实现定时功能，否则只能实现计数功 能。因此可以将定时和计数功能由一个部件实现。
图5-4 定时器/计数器结构框图
5.2 89C51单片机定时器/计数器
2、计数方式：外部输入信号的下降沿触发计数，计数器 在每个时钟周期或时钟周期的12分频采样外部输入信号， 若一个周期的采样值为1，下一个周期的采样值为0，则 计数器加1，故识别一个从1到0的跳变需2个周期，所以，
单片机对外部输入信号最高的计数速率是时钟频率的
实现定时和计数的方法一般有软件、专用硬件电路和可编程定
时器/计数器三种方法。

采用软件只能定时，且占用CPU时间，降低了CPU的使用效率。
专用硬件电路可实现精确的定时和计数，但参数调节不便。
可编程定时器／计数器，不占用CPU时间，能与CPU并行工作， 实现精确的定时和计数，又可以通过编程设置其工作方式和 其它参数，因此使用方便。

2．方式1/3波特率设计 方式1/3波特率设计 1/3 波特率设计时，先设定串行口波特率和T1的工作方 式，然后计算出T1的初值。 例如：设波特率为2400，晶振频率为11.0592MHz， 例如： T1选方式2 SMOD=0 则：∵ n/32 = 2400 ∴ n = 76800 ∵ n = f/12*(256－Z)-1 ∴ Z = 256-11.0592*106/12*76800 = 244 = F4H 通常T1选用方式2所得的波特率比较精确，初值计 算也方便。
在串行通信中，每秒钟传送的数据位数称为波特率 在串行通信中 波特率， 波特率 设发送一位的时间为t，则波特率为1/t。
一、串行口控制寄存器
在MCS-51中，具有2个独立的发送缓冲器和接收缓冲 器，具有2个控制寄存器，以控制串行口的工作方式 和波特率。其波特率发生器由定时器T1承担。 1．SCON寄存器 SCON寄存器 SCON寄存器的格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 TI D0 RI
程序如下： 程序如下： SOUT: MOV SCON, #00H MOV R0，#20H CLR TI MOV A，@R0 MOV SBUF，A SOT1： JNB TI，SOT1 CLR TI INC R0 MOV A, @R0 MOV SBUF, A RET
2．设串行口工作于方式2，其TB8作为奇偶校验位，试编 设串行口工作于方式2 TB8作为奇偶校验位， 作为奇偶校验位 一发送程序将50H-5FH的数据块从串行口输出。 一发送程序将50H-5FH的数据块从串行口输出。 50H 的数据块从串行口输出 TRT：MOV SCON，#80H MOV PCON，#80H MOV R0，#50H MOV R7，#10H LOOP：MOV A，@R0 MOV C，P MOV TB8，C MOV SBUF，A WAIT：JBC TI，CONT SJMP WAIT CONT：INC R0 DJNZ R7，LOOP RET

表10-2列出了DS18B20温度转换后所得到的16位转换结果的典型值。
10
下面介绍温度转换的计算方法。 当DS18B20采集的温度为+125℃时，输出为0x07d0，则：
实际温度=（0x07d0）/16=(0×163+7×162+13×161+0×160)/16=125℃ 当DS18B20采集的温度为-55℃时，输出为0xfc90，由于是补码，则先将
//函数功能：读取温度
25
DS18B20体积小、适用电压范围宽，是世界上第一片支持“单总线” 接口的温度传感器。
现场温度测量直接以“单总线” 数字方式传输，大大提高系统抗干扰 性。所以单总线系统特别适用于测控点多、分布面广、环境恶劣以及狭小 空间内设备的测温以及现场温度测量，如环境控制、设备或过程控制、测 温类消费电子产品等。
//主函数
//连续扫描数码管10次 //延时5ms //延时5ms
21
void delay5(uchar n) {
do {
_nop_(); _nop_(); _nop_(); n--; } while(n); }
//函数功能：延时5µs
void init_ds18b20(void) {
uchar x=0; DQ =0; delay5(120); DQ =1; delay5(16); delay5(80); }
3
图10-1 单总线芯片内部结构示意图
4
10.1.1 单总线扩展的典型应用-DS18B20的温度测量系统 单总线应用典型案例是采用单总线温度传感器DS18B20的温度测量系统
。 1. 单总线温度传感器DS18B20简介
DS18B20是美国DALLAS公司生产的数字温度传感器，体积小、低功耗 、抗干扰能力强。可直接将温度转化成数字信号传送给单片机处理，因而 可省去传统的信号放大、A/D转换等外围电路。

send(0);//输入空操作
send(0);//输入空操作 load=1;//收尾 LOAD 升高 }
write3(uchar pos,num)//同理，多输出一对空操作数 { load=0; send(pos); send(num);
send(0); send(0); send(0); send(0); load=1; }
}
void main()//主函数！ { init();初始化四片 7219，里面的 write，write2，write3，write4 就是分别向 4 片 7219 写入数据的程序！ for(number=1;number<9;number++)//简单的循环，让四片 7219 都显示出 1~8，顺 序相反 { write(number,number); write2(number,9-number); write3(number,number); write4(number,9-number);
4 片 7219 芯片级联 C51 程序与电路
7219 芯片可以直接带动 8 个数码管显示只需要 3 个 IO 口控制，功能强大，现 在用四片 7219 级联，使用 C 语言编程，力求简单、有效，借鉴了前辈的一些经 验，欢迎各路人马提出宝贵意见！ 一.电路 这是在 proteus 中模拟的电路图:
看了这个图你一定知道 4 片 7219 级联是绝对可行的，那么请看细节：
write2(0x0c,1);//开启正常工作模式 1 正常 0 关闭芯片 write2(0x0f,0);//显示测试 正常工作 0 全亮 1 write2(0x09,0xff);//解码方式 0xff 全译码 write2(0x0b,0x07);//8 只 LED 全用 write2(0x0a,10);//亮度为 10