51单片机串行通讯

① 简述MCS-51单片机串口通信的四种方式及其特点

方式 0 ：这种工作方式比较特殊，与常见的微型计算机的串行口不同，它又叫同步移位寄存器输出方式。在这种方式下，数据从 RXD 端串行输出或输入，同步信号从 TXD 端输出，波特率固定不变，为振荡率的 1/12 。该方式是以 8 位数据为一帧，没有起始位和停止位，先发送或接收最低位。

方式 2 ：采用这种方式可接收或发送 11 位数据，以 11 位为一帧，比方式 1 增加了一个数据位，其余相同。第 9 个数据即 D8 位具有特别的用途，可以通过软件搂控制它，再加特殊功能寄存器 SCON 中的 SM2 位的配合，可使 MCS-51 单片机串行口适用于多机通信。方式 2 的波特率固定，只有两种选择，为振荡率的 1/64 或 1/32 ，可由 PCON 的最高位选择。

方式 3 ：方式 3 与方式 2 完全类似，唯一的区别是方式 3 的波特率是可变的。而帧格式与方式 2- 样为 11 位一帧。所以方式 3 也适合于多机通信。

② 51单片机的串行口有几种工作方式它们的帧格式是如何规定的

串行口分四种工作方式，由SM0、SM1二位决定，其定义如下：
SM0、SM1 工作方式 功能描述 波特率
0 0 方式0 8位移位寄存器 Fosc/12
0 1 方式1 10位UART 可变
1 0 方式2 11位UART Fosc/64或fosc/32
1 1 方式3 11位UART 可变
（1）方式0：串行口的工作方式0为移位寄存器I/O方式，可外接移位寄存器，一扩展I/O口，也可外接同步I/O设备。
发送操作：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，TI必须有指令清零。
接收操作：REN是串行口接收允许控制位。REN=0时禁止接收；REN=1时允许接收。当软件将REN置“1”时，即开始从RXD端口以fosc/12波特率输入数据，当接收到8位数据时，将中断标志RI置“1”。再次接收数据之前，必须用软件将RI清0。
（2）方式1：串行口位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
（3）方式2：串行口为11位异步通信接口。发送或接收一帧信息包括1位起始位“0”、8位数据位、1位可编程位、1位停止位“1”。
发送数据：发送前，先根据通信协议由软件设置TB8为“奇偶校验位”或“数据标识位”，然后将要发送的数据写入SBUF，即能启动发送器。发送过程是由执行任何一条以SBUF为目的寄存器的指令而启动的，把8位数据装入SBUF，同时还把TB8装到发送移位寄存器的第9位上，然后从TXD（P3.1）端口输出一帧数据。
接收数据：先置REN=1，使串行口为允许接收状态，同时还要将RI清“0”。然后再根据SM2的状态和所接收到的RB8的状态决定此串行口在信息到来后是否置R1=1，并申请中断，通知CPU接收数据。当SM2=0时，不管RB8为“0”还是为“1”，都置RI=1，此串行口将接收发送来的信息。当SM2=1时，且RB8=1，表示在多机通信情况下，接收的信息为“地址帧”, 此时置RI=1, 串行口将接收发来的地址。当SM2=1时，且RB8=0，表示在多机通信情况下，接收的信息为“数据帧”, 但不是发给本从机的，此时RI不置为“1”，因而SBUF中接收的数据帧将丢失。
（4）方式3：为波特率可变的11位异步通信方式，除了波特率有所区别之外，其余方式都与方式2相同。

③ C51单片机串行接口的结构是怎样的

C51系列单片机内部有一个功能很强的全双工串行异步通信接口(UART)｡如图所示为C51单片机的串行口结构框图｡它主要由两个串行数据缓冲器(SBUF)､发送控制､发送端口､接收控制､接收端口和波特率控制等组成｡

C51系列单片机串行接口结构框图

④ 51单片机串口是什么工作方式

51 单片机内部有一个全双工串行接口。什么叫全双工串口呢？一般来说，只能接受或只能发送的称为单工串行；既可接收又可发送，但不能同时进行的称为半双工；能同时接收和发送的串行口称为全双工串行口。串行通信是指数据一位一位地按顺序传送的通信方式，其突出优点是只需一根传输线，可大大降低硬件成本，适合远距离通信。其缺点是传输速度较低。

串口可以有底下四种工作方式
1、方式0
串行接口的工作方式0为移位寄存器I／O方式。在串行口外接移位寄存器以扩展I／O接口，也可以外接串行同步I／O的设备。
（1）方式0输出
串行口以方式0发送时，数据以RXD端串行输出，TXD端输出同步信号。当一个数据写入串行口发送缓冲器以后，就启动串行口发送器以振荡频率的十二分之一的波特率，将数据从RXD端串行输出。
（2）方式0输入
当串行口定义为方式0并置位REN后，便启动串行口以方式0接收数据，此时RXD端为数据输入端，TXD端为同步脉冲信号输出端。接收器以振荡率的十二分之一的波特率接收RXD端输入的数据信息。但接收器接收到8位数据时，置1中断标志RI。
2、方式1
串行接口定义为工作方式1时，则被控制为8位的异步通讯接口，传送一帧信息为10位，其中1位为起始位，8位数据位（先低位后高位），1位停止位。
（1）方式1输出
串行接口以方式1发送时，数据由TXD端输出。CPU执行一条数据写入发送缓冲
器SBUF的指令（例如，MOVSBUF，A），数据字节写入SBUF后，便启动串行口发送器发送，发送完一帧信息，置1放送中断标志TI。
（2）方式1输入
串行口以方式1接收时，数据从RXD端输入。在REN置1以后，就允许接收器接收。接收器以所建立的波特率的16倍分频计数器，以便实现时间同步。计数器的16个状态把一位的时间等分成16份，在每位时间的第7、8和9个计数状态，位检测器采样RXD的值，接收的值是3次采样中取至少二次相同的值，以排除噪声的干扰。如果在起始接收的值不是0，则起始位无效，复位接收电路。在检测到另一个1到0的跳变时，再重新启动接收器。如果接收到值为0，起始位有效，则开始接收本帧的其余信息。当RI＝0并且接收到的停止位为1（或SM2＝0）时，停止位进入RB8，接收到的8位数据进入接收缓冲器SBUF，置位RI中断标志。接着接收便搜索另一帧信息的起始位。
3、方式2和方式3
串行接口工作方式2和方式3时，则被定义为9位的异步通信接口。传送一帧信息为11位，其中1位起始位，8位数据位（从低位至高位），1位是附加的可程控为1或0的第9位数据，1位停止位。
方式2和方式3的差别仅仅在于波特率不一样，方式2的波特率是固定的，波特率为2SMOD／64（振荡频率）；方式3的波特率是可变的，波特率＝2SMOD／32（T1的溢出率）。
方式2和方式3在发送和接收时唯一的区别就是波特率不同。
（1）方式2和方式3发送
方式2或方式3发送时，数据由TXD端输出，发出一帧信息为11位，附加的第9位数据是SCON中的TB8，CPU执行一条数据写入发送缓冲器SBUF的指令，就启动发送器发送，发送完一帧信息，置“1”TI中断标志。
（2）方式2和方式3接收
串行口被定义为方式2或方式3接收时，数据从RXD端输入，置REN＝1以后，开始接收过程。当检测到RXD端从高到低的负跳变时，确认起始位有效，开始接收本帧的其余信息。在接收完一帧信息后，在RI＝0、SM2＝0时，或接收到第9位数据为“1”时，8位数据装入接收缓冲器，第9位数据装入SCON中RB8，并置RI＝1。若不满足上述的两个条件，接收到的信息将会丢失，也不置位RI

⑤ MCS-51单片机什么是全双工,半双工,单工串行通信

单工只有一根数据线，信息只能单向传送。半双工也只有一根数据线，但信息可以分时双向传送。全双工有两根数据线，可以同时双向传送。

决定程序执行顺序的寄存器是（PC），它的最大寻址范围是（64K）。PC的值是（程序运行当前）的地址。P0口当不作系统扩展时，可作（IO）使用。当作系统扩展时，P0口担任分时复用的总线口。在这种情况下，应在外部加（锁存器）将地址数据锁存，地址锁存信号用（ALE）。

根据串行通信数据传输的方向，可将串行通信系统传输方式分为（单工）方式，（半双工）方式和（全双工）方式。

MCS-51单片机

采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

(1)51子系列：芯片型号的最末位数字以1作为标志，是基本型产品。

(2)52子系列：芯片型号的最末位数字以2作为标志，是增强型产品。

以上内容参考：网络-MCS-51单片机

⑥ mcs-51单片机的串行通信接口使用哪个接口的哪些引脚对外连接

单片机的串行通信可以有TTL连接，RS232接口，RS485接口。
TTL连接适合于两个单片机近距离通信，1米以内为宜。连接3个脚，
RXD(P3.0)和TXD(P3.1)，还有GND。其中的RXD，TXD两个单片机要交叉连接，
即甲的RXD连接乙的TXD，甲的TXD连接乙的RXD。这种连接用于试验。
最常用的是RS232串口，这样单片机可以和电脑进行串行通信，电脑上就有RS232串口，即COM口。
要接成RS232接口，单片机需要一片RS232接口芯片，如MAX202，或MAX232等。也是用单片机的RXD，TXD两个脚。
RS485接口，也需要一片RS485芯片。同样也是用单片机RXD，TXD。