MCS-51单片机串行接口(4)

MCS-51单片机串行接口

1． 发送

CPU执行一条写SBUF指令后便启动了串行口发送，数据从TXD输出，时序见图7-8a。 在指令执行期间，CPU送来“写SBUF”信号，将并行数据送入SBUF，并启动发送控制器，经一个机器周期，发送控制器的SEND、DATA相继有效，通过输出控制门从TXD上逐位输出一帧信号。一帧信号发送完毕后，SEND、DATA失效，发送控制器硬件置发送中断标志TI＝1，向CPU申请中断。

2． 接收

方式1的接收时序见图7-8b。允许接收位REN被置1接收器就开始工作，跳变检测器以波特率16倍的速率采样RXD引脚上电平，当采样到从1到0的负跳变时，启动接收控制器接收数据，由于发送、接收双方各自使用自己的时钟，两者的频率总有少许差异。为了避免这种影响，控制器将1位送时间等分成16分、位检测器在7、8、9三个状态也就是在位信号中央采样RXD三次。 而且，三次采样中至少两次相同的值被确认为数据，这是为了减小干扰的影响。如果起始位接收到的值不是0，由起始位无效，复位接收电路。如果起始位为0，则开始开始接收本帧其他数据。控制器发出的内部移位脉冲将RXD上的数据逐位移入移位寄存器，当8位数据及停止位全移入后：

（1） 如果RI＝0、SM2＝0，接收控制器发出“装载SBUF”信号，将8位数据装入接收数据缓冲器SBUF，停止装入RB8，并置RI＝1，向CPU申请中断。

（2） 如果RI＝0、SM2＝1，那么只有停止位为1时才发生上述动作。

（3） 如果RI＝0、SM2＝1且停止位为0，（通常由传输过程中的干扰所致）所接收的数据应会丢失，不再恢复。

（4） 如果RI＝1，则所接收的数据在任何情况下都会丢失。

无论出现哪一种情况，跳变检测器将继续采样RXD引脚的负跳变，以便接收下一帧信息。

接收器采用移位寄存器和SBUF双缓冲结构，以避免在接收后一帧数据之前，CPU尚未及时响应中断将前一帧数据取走，造成两帧数据重叠问题。采用双缓冲器后，前、后两帧数据进入SBUF的时间间隔至少有10个位传送周期。在后一帧数据送入SBUF之前，CPU有足够的时间将前一帧数据取走。

三、 串行接口工作方式2和与方式3

串行口工作在方式2、方式3时，为9位异步通信接口。发送或接收的一帧信息由11位组成，见图7-2b。方式2与方式3仅波特率不同，方式2的波特率为fosc/32（SMOD＝1时）或fosc/64（SMOD＝0时），而方式3的波特率由定时器／计数器具或定时器／计数器2及SMOD决定。

1． 发送

方式2、方式3发送时，数据从TXD引脚输出，附加的第九位数据由SCON中的TB8提供。CPU执行一条写入SBUF的指令后立即启动发送器发送。发送完一帧信息后由硬件置TI=1。

2． 接收

与方式1相似，REN置1后，跳变检测器不断对RXD引脚采样。当采样到负跳变后就启动接收控制器。位检测器对每位数据采集3个值，用采3取2办法确定每位的数值。当第九位数据移入移位寄存器后，将8位数据装入SBUF，第九位数据装入RB8，并置RI=1，其时序见图2-26b。

与方式1相同，方式2、方式3中也设置有数据辨别功能，即当RI＝1或SM2＝1且第九位数据为0时所接收的一帧信息被丢失。

四、各方式波特率的设计