单片机串行口工作原理，单片机的串行口有什么功能特点
chanong
|串行端口是微控制器与外界交换信息的工具。
8051 微控制器有两种通信方法。
并行通信： 每个位的数据同时发送和接收。
串行通信： 数据逐位发送和接收。
参见下图。
串行通信方式包括异步通信和同步通信。
异步通信
起始位用于指示字符的开始，停止位用于指示字符的结束。每一帧的格式如下：
帧格式起始位为0，随后是8个数据位，接下来是低位在前，高位在后，奇偶校验位（可选），最后是停止位1。使用这种格式来表示字符允许您将它们一个接一个地发送。
异步通信需要CPU和外设之间的两个规则：字符格式和波特率。字符格式的规定是双方都能理解同一串0和1表示相同的意思。原则上，双方可以自由决定通信的字符格式，但从通用性和便利性的角度来看，通常希望使用某种标准，例如ASCII标准。
波特率是数据传输速度，定义为每秒传输的二进制位数。例如，如果数据传输速率为120 个字符/秒，并且每个字符包含10 位数字（如上所述），则传输波特率为1200 波特。
同步通讯
同步通信使用起始位和停止位作为每个字符的开始和结束标记，这需要时间，因此为了加快数据块的传输速度，将这些标记去掉并同步发送，这种情况经常发生。它被使用了。硬件相对复杂，因为数据块传输的开始由同步字符指示，并且需要时钟来在发送方和接收方之间建立同步。
沟通方向
在串行通信中，通信接口只能发送或接收的单向传输方式称为单向传输，而A机和B机之间双向传输数据的方式称为双工传输。双工传输方式包括半双工传输和全双工传输。半双工传输是指两台机器不能同时发送或接收，而只能在任意给定时间发送和接收信息。
8051单片机串行接口结构
8051 微控制器串行接口是一种可编程全双工串行通信接口。用作异步通信方式（UART）连接串行发送信息的外部设备，或用于使用标准异步通信协议的全双工8051多机系统，使用TTL或CMOS位它是一个寄存器，可以同步使用或扩展I/O 端口。
8051单片机通过引脚RXD（P3.0，串行数据接收端）和引脚TXD（P3.1，串行数据发送端）与外部通信。 SBUF是串口缓冲寄存器，包括发送寄存器和接收寄存器。虽然它们具有相同的名称和地址空间，但并不存在冲突，因为一个只能由CPU读取数据，另一个只能由CPU写入数据。
串口控制及状态寄存器
串口控制寄存器SCON
用于定义串口的工作模式并实现发送和接收控制。字节地址为98H，其位定义如下表。
SM0、SM1：串口工作模式选择位。它的定义是：
（注：fosc为晶振频率）
SM2：多机通讯控制位。在模式0 下，SM2 必须等于0。在模式1 中，如果(SM2)=1，则仅当接收到有效停止位时RI 才会设置为1。在模式2 或模式3 下，如果(SM2)=1 并且接收数据的第9 位RB8=0，则RI 设置为1。
REN：接收使能控制位。在软件中设置即可启用接收，在软件中清除则禁用接收。
当(REN)=1时，串口对RXD引脚进行采样，采样1到0的转换，将其视为起始位0，并开始接收数据帧。接收到附加的第9位数据后，如果(RI)=0或(SM2)=0，则第9位数据进入RB8，8位数据进入接收寄存器，中断标志RI上升。由硬件设置，否则信息将丢失。另外，RI 未设置。再过一段时间后，无论上述条件是否满足，接收器电路都会复位并重新检测RXD上的1到0的转变。
模式3：11位UART模式，可变波特率。
除波特率外与方法2 相同。
关于波特率选择
如上所述，串行通信要求发送方和接收方都同意一定的数据传输速度（波特率）。 8051串口的四种工作模式中，模式0和2具有固定波特率，而模式1和3具有可变波特率，由定时器T1的溢出率控制。
模式0
模式0 下的波特率固定为主振荡器频率的1/12。
方法二
模式2波特率由PCON中的选择位SMOD决定，用以下公式表示：
波特率=2 乘SMOD 的64 次方乘以fosc，即如果SMOD=1，则波特率为1/32 fosc，如果SMOD=0，则波特率为1/64 fosc。
方法一和方法三
定时器T1作为波特率发生器，其公式为：
T1的计数率取决于它是工作在定时器状态还是计数器状态。当工作在定时器状态时，T1计数率为fosc/12。当工作在计数器状态时，T1 计数率为外部输入频率，且必须小于fosc/24。溢出发生之前所需的时间与定时器T1的工作模式和T1的预设值有关。
定时器T1 工作在模式0 下。溢出所需的周期数=8192-x。
定时器T1 工作在模式1 下。溢出所需的周期数=65536-x。
定时器T1 工作在模式2 下。溢出所需的周期数=256-x。
模式2 是8 位定时器/计数器模式，可自动重新加载其初始值，非常适合用作波特率发生器。
许多微控制器系统正是出于这个原因选择这种“奇怪”的晶体振荡器，因为当时钟频率为11.0592MHZ时很容易获得标准波特率。
下表给出了定时器T1工作在模式2时常用的波特率和初始值。
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