单片机的串行口是微控制器中一种重要的通信接口,尤其在嵌入式系统设计中扮演着不可或缺的角色。串行通信相对于并行通信来说,它只需要较少的线路即可实现数据传输,因此节省了硬件成本,同时在长距离通信中表现出更好的效率。以下是关于单片机串行口的一些关键知识点:
1. **串行通信基础**:
- **数据传送**:串行通信是指数据一位一位地顺序传输,与并行通信中多个数据位同时传输的方式不同。
- **数据转换**:单片机在接收串行数据时需要将其转换为并行数据,发送时则将并行数据转为串行。这一过程通常通过内部的移位寄存器实现。
2. **异步串行通信**:
- 异步串行通信允许发送和接收端使用不同的时钟源,通信时以字符帧为单位,每个字符帧包含起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
- **帧格式**:
- 起始位:逻辑低电平,标记数据传输的开始。
- 数据位:可选5、6、7或8位,低位在前,高位在后。
- 奇偶校验位:可选奇偶校验、偶校验或无校验,用于错误检测。
- 停止位:逻辑高电平,表示字符帧结束,可选1、1.5或2位。
3. **波特率**:
- 波特率是衡量串行通信速率的单位,表示每秒传输的数据位数。1波特等于1bps(位/秒)。
- 波特率受控于发送时钟脉冲和接收时钟脉冲,时钟频率越高,波特率越高,通信速度越快。
4. **8051单片机串行口的特殊功能寄存器**:
- **串行口控制寄存器SCON**:地址为98H,可位寻址,用于控制串行通信。
- **SM0和SM1**:选择串行口的工作方式,组合决定方式0到方式3的不同工作模式。
- **SM2**:在方式2和3中,控制多机通信,与接收的第9位数据相关。
- **REN**:允许接收位,REN=1时允许接收数据,REN=0则禁止。
- **TB8**:发送第9位数据,在方式2和3中使用,需用户通过软件设置。
- **RB8**:接收第9位数据,其功能根据工作方式不同而变化。
- **TI**:发送中断标志位,发送完成后硬件自动置位,软件清零。
- **RI**:接收中断标志位,接收完成硬件置位,可用于中断请求,同样由软件清零。
了解这些基本概念后,开发者可以有效地配置和控制单片机的串行口进行数据通信,无论是简单的点对点通信还是复杂的网络通信,都能游刃有余。在实际应用中,还需要结合具体单片机的指令集和编程语言来编写程序,实现串行通信的各种功能。