第八章
单片机串行数据通信
8.1 串行通信的基础知识
串行数据通信要解决两个关键技术问题, 一个是数据传送,
另一个是数据转换 。 所谓数据传送就是指数据以什么形式进行
传送 。 所谓数据转换就是指单片机在接受数据时, 如何把接收
到的串行数据转化为并行数据, 单片机在发送数据时, 如何把
并行数据转换为串行数据进行发送 。
8.1.1 数据传送
单片机的串行通信使用的是异步串行通信，所谓异步就是指
发送端和接收端使用的不是同一个时钟。异步串行通信通常以
字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端一
帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。
1,字符帧的帧格式
字符帧由四部分组成, 分别是起始位, 数据位, 奇偶校验
位, 停止位 。 如图 8.1所示：
1） 起始位：位于字符帧的开头, 只占一位, 始终位逻辑低
电平, 表示发送端开始发送一帧数据 。
2） 数据位：紧跟起始位后, 可取 5,6,7,8位, 低位在前,
高位在后 。
3）奇偶校验位：占一位，用于对字符传送作正确性检查，
因此奇偶校验位是可选择的，共有三种可能，即奇偶校验、偶
校验和无校验，由用户根据需要选定。
4） 停止位：末尾, 为逻辑, 1”高电平, 可取 1,1.5,2位,
表示一帧字符传送完毕 。
起
始
位
数
据
位
（0 ）
数
据
位
（1 ）
数
据
位
（n －1 ）
奇
偶
位
停
止
位
停
止
位
起
始
位
一帧数据
图 8.1 字符帧格式
2,传送的速率
串行通信的速率用波特率来表示, 所谓波特率就是指一秒钟
传送数据位的个数 。 每秒钟传送一个数据位就是 1波特 。 即,1
波特＝ 1bps（ 位 /秒 ） 。
在串行通信中, 数据位的发送和接收分别由发送时钟脉冲
和接收时钟脉冲进行定时控制 。 时钟频率高, 则波特率高, 通
信速度就快；反之, 时钟频率低, 波特率就低, 通信速度就慢 。
8.1.2 数据转换
串行接口电路为用户提供了两个串行口缓冲寄存器
（ SBUF）, 一个称为发送缓存器, 它的用途是接收片内总线
送来的数据, 即发送缓冲器只能写不能读 。 发送缓冲器中的数
据通过 TXD引脚向外传送 。 另一个称为接收缓冲器, 它的用途
是向片内总线发送数据, 即接收缓冲器只能读不能写 。 接收缓
冲器通过 RXD引脚接收数据 。 因为这两个缓冲器一个只能写,
一个只能读, 所以共用一个地址 99H。 串行接口电路如图 8.2所
示 。
移位时钟
发送 SB U F
接收 SB U F
输入移位寄存器
单片机内
部总线
T X D 串行输出
R X D 串行输入
RI （接收中断）
TI （发送中断
图 8.2 MCS-51串行口寄存器结构
8.2 MCS-51单片机串行通信的控制寄存器
1,串行口控制寄存器（ SCON）
SCON是 MCS-51单片机的一个可位寻址的专用寄存器, 用于
串行数据通信的控制 。 单元地址为 98H,位地址为 98H～ 9FH。 寄
存器的内容及位地址表示如下：
位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H
位符号 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
各位的说明如下：
1） SM0, SM1—— 串行口工作方式选择位
其状态组合和对应工作方式为：
SM0 SM1 工作方式
0 0 方式 0
0 1 方式 1
1 0 方式 2
1 1 方式 3
2） M2—— 允许方式 2,3的多机通信控制位
在方式 2和 3中, 若 SM2＝ 1且接收到的第九位数据 （ RB8）
为 1,才将接收到的前 8位数据送入接收 SBUF 中, 并置位 RI
产生中断请求；否则丢弃前 8位数据 。 若 SM2＝ 0,则不论第九
位数据 （ RB8） 为 1还是为 0,都将 前 8位送入接收 SBUF中, 并
产生中断请求 。
方式 0时, SM2必须置 0。
3） REN—— 允许接收位
REN＝ 0 禁止接收数据
REN＝ 1 允许接收数据
4） TB8—— 发送数据位 8
在方式 2,3时, TB8的内容是要发送的第 9位数据,其值由
用户通过软件来设置 。
5） RB8—— 接收数据位 8
在方式 2,3时, RB8是接收的第 9位数据 。
在方式 1时, RB8是接收的停止位
在方式 0时, 不使用 RB8
6） TI—— 发送中断标志位
在方式 0时, 发送完第 8位数据后, 该位由硬件置位 。
在其它方式下, 于发送停止位之前, 由硬件置位 。
因此, TI＝ 1表示帧发送结束, 其状态既可供软件查询使用,
也可请求中断 。
TI由软件清, 0”。
7） RI—— 接收中断标志位
在方式 0时, 接收完第 8位数据后, 该位由硬件置位 。
在其它方式下, 于接收到停止位之前, 该位由硬件置位 。
因此, RI＝ 1表示帧接收结束, 其状态既可供软件查询使用,
也可请求中断 。
RI由软件清, 0”。
2,电源控制寄存器（ PCON）
PCON不可位寻址, 字节地址为 87H。 它主要是为
CHMOS型单片机 80C51的电源控制而设置的专用寄存器 。
其内容如下：
与串行通信有关的只有 D7位（ SMOD），该位为波特率倍增
位，当 SMOD=1时，串行口波特率增加一倍，当 SMOD=0时，串
行口波特率为设定值。当系统复位时,SMOD=0。
位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 SMOD / / / GF1 GF0 PD IDL
8.3 MCS-51单片机串行通信工作方式
串行口的工作方式由 SM0和 SM1确定, 编码和功能如表 8-1所
示 。
方式 0和方式 2的波特率是固定的，而方式 1和方式 3的波特
率是可变的，由 T1的溢出率决定。
SM0 SM1 方式 功能说明 波特率
0 0 方式 0 移位寄存器方式 fosc/12
0 1 方式 1 8位 UART 可变
1 0 方式 2 9位 UART fosc/64 或者 fosc/32
1 1 方式 3 9位 UART 可变
表 8-1 串行口工作方式
8.3.1 串行工作方式 0
1,数据输出（发送）
当数据写入 SBUF后，数据从 RXD端在移位脉冲（ TXD）的
控制下，逐位移入 74LS164,74LS164能完成数据的串并转换。
当 8位数据全部移出后,TI由硬件置位，发生中断请求。若 CPU
响应中断，则从 0023H单元开始执行串行口中断服务程序，数据
由 74LS164并行输出。其接口逻辑如图 8.3所示。
R X D
T X D
0
D
7
D。。。。。。
C L K
7 4 L S1 6 4
8051
S T B
0.1
P
A
B
图 8.3接口逻辑
2,数据输入（接收）
要实现接收数据, 必须首先把 SCON中的允许接收位 REN设
置为 1。 当 REN设置为 1时, 数据就在移位脉冲的控制下, 从 RXD
端输入 。 当接收到 8位数据时, 置位接收中断标志位 RI,发生中
断请求 。 其接口逻辑如图 8.4所示 。 由逻辑图可知, 通过外接
74LS165,串行口能够实现数据的并行输入 。
R XD
T XD
0
D
7
D......
C L K
7 4 L S1 6 5
8051
S T B
0.1
P
Q
图 8.4 外接移位寄存器输入
【 例 8-1】 使用 74LS164的并行输出端接 8支发光二极管，利用
它的串入并出功能，把发光二极管从左到右依次点亮，并反复循
环。假定发光二极管为共阴极接法。
R XD
T XD
0
D7D
.........
C L K
74LS164
8051
A
B
。。。。。。
ST B
0.1
P
图 8.5 电路设计
解：电路如图 8.5。软件部分如下：
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 1000H
MAIN,MOV SCON,#00H ；串行口工作在方式 0
CLR ES ；禁止串行中断
MOV A,#80H ；发光二极管从左边亮起
DELR,CLR P1.0 ；关闭并行输出
MOV SBUF,A ；串行输出
WAINT,JNB TI,WAIT ；状态查询
SETB P1.0 ；开启并行输出
ACALL DELAY ；调用延时子程序
CLR TI ；清发送中断标志
RR A ；发光右移
AJMP DELR ；继续
EDN
8.3.2 串行工作方式 1
方式 1为 10位为一帧的异步串行通信方式。其帧格式为 1个
起始位,8个数据位和 1个停止位。如图 8.6所示。
起始位 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 停止位
图 8.6 方式 1的帧格式
1,数据输出（发送）
数据写入 SBUF后, 开始发送, 此时由硬件加入起始位和
停止位, 构成一帧数据, 由 TXD串行输出 。 输出一帧数据后,
TXD保持在高电平状态下, 并将 TI置位, 通知 CPU可以进行下
一个字符的发送 。
2,数据输入（接收）
当 REN=1且接收到起始位后, 在移位脉冲的控制下, 把接收
到的数据移入接收缓冲寄存器 （ SBUF） 中, 停止位到来后, 把
停止位送入 RB8中, 并置位 RI,通知 CPU接收到一个字符 。
3,波特率的设定
工作在方式 1时, 其波特率是可变的, 波特率的计算公式为：
的溢出率）定时器波特率＝ 1(322
S M O D
?
其中, SMOD为 PCON寄存器最高位的值, 其值为 1 或 0。
当定时器 1作波特率发生器使用时，选用工作方式 2（即自
动加载定时初值方式）。选择方式 2可以避免通过程序反复装入
定时初值所引起的定时误差，使波特率更加稳定。假定计数初
值为 X，则计数溢出周期为：
)X256(f o s c12 ??
溢出率为溢出周期的倒数。则波特率的计算公式为：
)X2 5 6(12
f o s c
32
2 S M O D
??
?波特率＝
实际使用中，波特率是已知的。因此需要根据波特率的计
算公式求定时初值 X。用户只需要把定时初值设置到定时器 1，
就能得到所要求的波特率。
4,应用举例（用方式 1实现双机串行通信）
（ 1）通信双方的硬件连接
作为应用系统首先要研究通信双方如何连接 。 一种办法是把
两片 8051的串行口直接相连, 一片 8051的 TXD与另一片的 RXD
相连, RXD与另一片的 TXD相连, 地与地连通 。 由于 8051串行
口的输出是 TTL电平, 两片相连所允许的距离极短 。
（ 2）通信双方的软件约定
为实现双机通信, 我们规定如下：
? 假定 A机为发送机, B机为接收机 。
? 当 A机发送时, 先送一个, AA”信号, B机收到后回答一个
,BB” 信号, 表示同意接收 。
? 当 A机接收到, BB”后, 开始发送数据, 每发送一次求一
次, 检 查和,, 假定数据块长 16个字节, 起始地址为 30H,一
个数据块发送完后再发出, 检查和, 。
? B机接收的数据并转存到数据区, 起始地址也为 30H,同时
每接收一次也计算一次, 检查和,, 当一个数据块收齐后, 再接
收 A机发来的, 检查和,, 并将它与 B机的, 检查和, 进行比较 。
若两者相等, 说明接收正确, B机回答一个 00；若两者不相等,
说明接收不正确, B机回答一个 FF,请求重发 。
? A机收到 00的答复后, 结束发送 。 若收到的答复非 0,则重
新将数据发送一次 。
? 双方均以 1200波特的速率传送。假设晶振频率为 6MHz,计
算定时器 1的计数初值：
H2F0243132561 2 0 0384 1106256x
6
????? ????
为使波特率不倍增，设定 PCON寄存器的 SMOD=0，则
PCON＝ 00H,.
（ 3）基本的通信程序
设计程序框图如图 8.7所示 。
指针初始化
检查和清零
设置串行口工作方式
发请求发送信号
B机允许发送？
发送一个数据
字节求检查和
发送检查和
B机接收正确码？
返回
设置波特率
启动定时器T1
数据块发送完？
向A机发应答信号
设置串行口工作方式
等待A机联络信号
A机请求发送吗？
指针初始化
检查和清零
设置波特率
启动定时器T1
N
N
N
A机通信程序
接收一个数据
字节求检查和
数据块收齐吗？
接收A机检查和
并比较B机检查和
返回 接收正确吗？
发出错误标志
B机通信程序
N
N
N
图 8.7 双机通信程序结构图
根据结构图设计出下述通信程序：
A机通信程序：
ASTART,MOV TMOD,#20H ；设定定时器 1工作方式 2
MOV TL1,#0F2H ；设定计数初值
MOV TH1,#0F2H ；计数重装值
MOV PCON,#00H ；波特率不倍增
SETB TR1 ；启动 T1
MOV SCON,#50H ；设置串行口方式 1
ATT1,MOV SBUF,#0AAH ；发送,AA”
AWAIT1,JBC TI,ARR1 ；等待一帧发送完
SJMP AWAIT1
ARR1,JBC RI,ARR2 ；等待应答信号
SJMP ARR1
ARR2,MOV A,SBUF
XRL A,#0BBH
JNZ ATT1 ；判断是否是应答信号,00”
ATT2,MOV R0,#30H
MOV R7,#10
MOV R6,#00H
ATT3,MOV SBUF,@R0
MOV A,R6
ADD A,@R0
MOV R6,A
INC R0
AWAIT2,JBC TI,ATT4
SJMP AWAIT2 ；发送有效数据
ATT4,DJNZ R7,ATT3 ；判断是否传送完毕
MOV SBUF,R6
AWAIT3,JBC TI,ARR3
SJMP AWAIT3 ；等待
ARR3,JBC RI,ARR4
SJMP ARR3 ；等待
ARR4,MOV A,SBUF
JNZ ATT2
AEND,RET
B机通信程序：
BST\ART,MOV TMOD,#20H ；设定定时器 1工作方式 2
MOV TH1,#0F2H ；设定计数初值
MOV TL1,#0F2H ；计数重装值
MOV PCON,#00H ；波特率不倍增
SETB TR1
MOV SCON,#50H
BRR1,JBC RI,BRR2
SJMP BRR1 ；等待
BRR2,MOV A,SBUF ；把接收到的数据送入 A
XRL A,#0AAH ；判断接收到数据是否是
,AA”
JNZ BRR1 ；如果不是继续等待
BTT11,MOV SBUF,0BBH ；发送应答信号
BWAIT1,JBC TI,BRR3 ；等待
SJMP BWAIT1
BRR3,MOV R0,#30H ；接收有效数据
MOV R7,#10
MOV R6,#00H
BRR4,JBC RI,BRR5
SJMP BRR4
BRR6,MOV A,SBUF
XRL A,R6
JZ BEND
MOV SBUF,#0FFH
BWAIT3,JBC TI,BRR3
SJMP BWAIT3
BEND,MOV SBUF,#00H
RET
8.3.3 串行工作方式 2
方式 2为 11位为一帧的异步串行通信方式 。 其帧格式为 1个起
始位, 9个数据位和 1个停止位 。 如图 8.8所示 。
起始位 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D 停止位
图 8.8 方式 2的帧格式
在方式 2下, 字符还是 8个数据位, 只不过增加了一个第 9
个数据位 （ D8）,而且其功能由用户确定, 是一个可编程位 。
在发送数据时, 应先在 SCON的 TB8位中把第 9个数据位的
内容准备好 。 这可使用如下指令完成：
SETB TB8 ； TB8位置, 1”
CLR TB8 ； TB8位置, 0”
发送数据 （ D0~D7） 由 MOV指令向 SBUF写入, 而 D8位的内
容则由硬件电路从 TB 8中直接送到发送移位器的第九位, 并以此
来启动串行发送 。 一个字符帧发送完毕后, 将 TI位置, 1”,其他
过程与方式 1相同 。
方式 2的接收过程也于方式 1基本类似, 所不同的只在第 9数
据位上, 串行口把接收到的前 8个数据位送入 SBUF,而把第九数
据位送入 RB。
方式 2的波特率时固定的，而且有两种。一种是晶振频率的
三十二分之一；另一种是晶振频率的六十四分之一。即 fosc/32和
fosc/64。如用公式表示则为：
f o s c642
S M O D
?波特率＝
由此公式可知，当 SMOD为 0时，波特率为 fosc/64，当
SMOD为 1时，波特率为 fosc/32。
8.3.4 串行工作方式 3
方式 3同方式 2几乎完全一样，只不过方式 3的波特率是可
变的，有用户来确定。其波特率的确定同方式 1。
单片机串行数据通信
8.1 串行通信的基础知识
串行数据通信要解决两个关键技术问题, 一个是数据传送,
另一个是数据转换 。 所谓数据传送就是指数据以什么形式进行
传送 。 所谓数据转换就是指单片机在接受数据时, 如何把接收
到的串行数据转化为并行数据, 单片机在发送数据时, 如何把
并行数据转换为串行数据进行发送 。
8.1.1 数据传送
单片机的串行通信使用的是异步串行通信，所谓异步就是指
发送端和接收端使用的不是同一个时钟。异步串行通信通常以
字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端一
帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。
1,字符帧的帧格式
字符帧由四部分组成, 分别是起始位, 数据位, 奇偶校验
位, 停止位 。 如图 8.1所示：
1） 起始位：位于字符帧的开头, 只占一位, 始终位逻辑低
电平, 表示发送端开始发送一帧数据 。
2） 数据位：紧跟起始位后, 可取 5,6,7,8位, 低位在前,
高位在后 。
3）奇偶校验位：占一位，用于对字符传送作正确性检查，
因此奇偶校验位是可选择的，共有三种可能，即奇偶校验、偶
校验和无校验，由用户根据需要选定。
4） 停止位：末尾, 为逻辑, 1”高电平, 可取 1,1.5,2位,
表示一帧字符传送完毕 。
起
始
位
数
据
位
（0 ）
数
据
位
（1 ）
数
据
位
（n －1 ）
奇
偶
位
停
止
位
停
止
位
起
始
位
一帧数据
图 8.1 字符帧格式
2,传送的速率
串行通信的速率用波特率来表示, 所谓波特率就是指一秒钟
传送数据位的个数 。 每秒钟传送一个数据位就是 1波特 。 即,1
波特＝ 1bps（ 位 /秒 ） 。
在串行通信中, 数据位的发送和接收分别由发送时钟脉冲
和接收时钟脉冲进行定时控制 。 时钟频率高, 则波特率高, 通
信速度就快；反之, 时钟频率低, 波特率就低, 通信速度就慢 。
8.1.2 数据转换
串行接口电路为用户提供了两个串行口缓冲寄存器
（ SBUF）, 一个称为发送缓存器, 它的用途是接收片内总线
送来的数据, 即发送缓冲器只能写不能读 。 发送缓冲器中的数
据通过 TXD引脚向外传送 。 另一个称为接收缓冲器, 它的用途
是向片内总线发送数据, 即接收缓冲器只能读不能写 。 接收缓
冲器通过 RXD引脚接收数据 。 因为这两个缓冲器一个只能写,
一个只能读, 所以共用一个地址 99H。 串行接口电路如图 8.2所
示 。
移位时钟
发送 SB U F
接收 SB U F
输入移位寄存器
单片机内
部总线
T X D 串行输出
R X D 串行输入
RI （接收中断）
TI （发送中断
图 8.2 MCS-51串行口寄存器结构
8.2 MCS-51单片机串行通信的控制寄存器
1,串行口控制寄存器（ SCON）
SCON是 MCS-51单片机的一个可位寻址的专用寄存器, 用于
串行数据通信的控制 。 单元地址为 98H,位地址为 98H～ 9FH。 寄
存器的内容及位地址表示如下：
位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H
位符号 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
各位的说明如下：
1） SM0, SM1—— 串行口工作方式选择位
其状态组合和对应工作方式为：
SM0 SM1 工作方式
0 0 方式 0
0 1 方式 1
1 0 方式 2
1 1 方式 3
2） M2—— 允许方式 2,3的多机通信控制位
在方式 2和 3中, 若 SM2＝ 1且接收到的第九位数据 （ RB8）
为 1,才将接收到的前 8位数据送入接收 SBUF 中, 并置位 RI
产生中断请求；否则丢弃前 8位数据 。 若 SM2＝ 0,则不论第九
位数据 （ RB8） 为 1还是为 0,都将 前 8位送入接收 SBUF中, 并
产生中断请求 。
方式 0时, SM2必须置 0。
3） REN—— 允许接收位
REN＝ 0 禁止接收数据
REN＝ 1 允许接收数据
4） TB8—— 发送数据位 8
在方式 2,3时, TB8的内容是要发送的第 9位数据,其值由
用户通过软件来设置 。
5） RB8—— 接收数据位 8
在方式 2,3时, RB8是接收的第 9位数据 。
在方式 1时, RB8是接收的停止位
在方式 0时, 不使用 RB8
6） TI—— 发送中断标志位
在方式 0时, 发送完第 8位数据后, 该位由硬件置位 。
在其它方式下, 于发送停止位之前, 由硬件置位 。
因此, TI＝ 1表示帧发送结束, 其状态既可供软件查询使用,
也可请求中断 。
TI由软件清, 0”。
7） RI—— 接收中断标志位
在方式 0时, 接收完第 8位数据后, 该位由硬件置位 。
在其它方式下, 于接收到停止位之前, 该位由硬件置位 。
因此, RI＝ 1表示帧接收结束, 其状态既可供软件查询使用,
也可请求中断 。
RI由软件清, 0”。
2,电源控制寄存器（ PCON）
PCON不可位寻址, 字节地址为 87H。 它主要是为
CHMOS型单片机 80C51的电源控制而设置的专用寄存器 。
其内容如下：
与串行通信有关的只有 D7位（ SMOD），该位为波特率倍增
位，当 SMOD=1时，串行口波特率增加一倍，当 SMOD=0时，串
行口波特率为设定值。当系统复位时,SMOD=0。
位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 SMOD / / / GF1 GF0 PD IDL
8.3 MCS-51单片机串行通信工作方式
串行口的工作方式由 SM0和 SM1确定, 编码和功能如表 8-1所
示 。
方式 0和方式 2的波特率是固定的，而方式 1和方式 3的波特
率是可变的，由 T1的溢出率决定。
SM0 SM1 方式 功能说明 波特率
0 0 方式 0 移位寄存器方式 fosc/12
0 1 方式 1 8位 UART 可变
1 0 方式 2 9位 UART fosc/64 或者 fosc/32
1 1 方式 3 9位 UART 可变
表 8-1 串行口工作方式
8.3.1 串行工作方式 0
1,数据输出（发送）
当数据写入 SBUF后，数据从 RXD端在移位脉冲（ TXD）的
控制下，逐位移入 74LS164,74LS164能完成数据的串并转换。
当 8位数据全部移出后,TI由硬件置位，发生中断请求。若 CPU
响应中断，则从 0023H单元开始执行串行口中断服务程序，数据
由 74LS164并行输出。其接口逻辑如图 8.3所示。
R X D
T X D
0
D
7
D。。。。。。
C L K
7 4 L S1 6 4
8051
S T B
0.1
P
A
B
图 8.3接口逻辑
2,数据输入（接收）
要实现接收数据, 必须首先把 SCON中的允许接收位 REN设
置为 1。 当 REN设置为 1时, 数据就在移位脉冲的控制下, 从 RXD
端输入 。 当接收到 8位数据时, 置位接收中断标志位 RI,发生中
断请求 。 其接口逻辑如图 8.4所示 。 由逻辑图可知, 通过外接
74LS165,串行口能够实现数据的并行输入 。
R XD
T XD
0
D
7
D......
C L K
7 4 L S1 6 5
8051
S T B
0.1
P
Q
图 8.4 外接移位寄存器输入
【 例 8-1】 使用 74LS164的并行输出端接 8支发光二极管，利用
它的串入并出功能，把发光二极管从左到右依次点亮，并反复循
环。假定发光二极管为共阴极接法。
R XD
T XD
0
D7D
.........
C L K
74LS164
8051
A
B
。。。。。。
ST B
0.1
P
图 8.5 电路设计
解：电路如图 8.5。软件部分如下：
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 1000H
MAIN,MOV SCON,#00H ；串行口工作在方式 0
CLR ES ；禁止串行中断
MOV A,#80H ；发光二极管从左边亮起
DELR,CLR P1.0 ；关闭并行输出
MOV SBUF,A ；串行输出
WAINT,JNB TI,WAIT ；状态查询
SETB P1.0 ；开启并行输出
ACALL DELAY ；调用延时子程序
CLR TI ；清发送中断标志
RR A ；发光右移
AJMP DELR ；继续
EDN
8.3.2 串行工作方式 1
方式 1为 10位为一帧的异步串行通信方式。其帧格式为 1个
起始位,8个数据位和 1个停止位。如图 8.6所示。
起始位 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 停止位
图 8.6 方式 1的帧格式
1,数据输出（发送）
数据写入 SBUF后, 开始发送, 此时由硬件加入起始位和
停止位, 构成一帧数据, 由 TXD串行输出 。 输出一帧数据后,
TXD保持在高电平状态下, 并将 TI置位, 通知 CPU可以进行下
一个字符的发送 。
2,数据输入（接收）
当 REN=1且接收到起始位后, 在移位脉冲的控制下, 把接收
到的数据移入接收缓冲寄存器 （ SBUF） 中, 停止位到来后, 把
停止位送入 RB8中, 并置位 RI,通知 CPU接收到一个字符 。
3,波特率的设定
工作在方式 1时, 其波特率是可变的, 波特率的计算公式为：
的溢出率）定时器波特率＝ 1(322
S M O D
?
其中, SMOD为 PCON寄存器最高位的值, 其值为 1 或 0。
当定时器 1作波特率发生器使用时，选用工作方式 2（即自
动加载定时初值方式）。选择方式 2可以避免通过程序反复装入
定时初值所引起的定时误差，使波特率更加稳定。假定计数初
值为 X，则计数溢出周期为：
)X256(f o s c12 ??
溢出率为溢出周期的倒数。则波特率的计算公式为：
)X2 5 6(12
f o s c
32
2 S M O D
??
?波特率＝
实际使用中，波特率是已知的。因此需要根据波特率的计
算公式求定时初值 X。用户只需要把定时初值设置到定时器 1，
就能得到所要求的波特率。
4,应用举例（用方式 1实现双机串行通信）
（ 1）通信双方的硬件连接
作为应用系统首先要研究通信双方如何连接 。 一种办法是把
两片 8051的串行口直接相连, 一片 8051的 TXD与另一片的 RXD
相连, RXD与另一片的 TXD相连, 地与地连通 。 由于 8051串行
口的输出是 TTL电平, 两片相连所允许的距离极短 。
（ 2）通信双方的软件约定
为实现双机通信, 我们规定如下：
? 假定 A机为发送机, B机为接收机 。
? 当 A机发送时, 先送一个, AA”信号, B机收到后回答一个
,BB” 信号, 表示同意接收 。
? 当 A机接收到, BB”后, 开始发送数据, 每发送一次求一
次, 检 查和,, 假定数据块长 16个字节, 起始地址为 30H,一
个数据块发送完后再发出, 检查和, 。
? B机接收的数据并转存到数据区, 起始地址也为 30H,同时
每接收一次也计算一次, 检查和,, 当一个数据块收齐后, 再接
收 A机发来的, 检查和,, 并将它与 B机的, 检查和, 进行比较 。
若两者相等, 说明接收正确, B机回答一个 00；若两者不相等,
说明接收不正确, B机回答一个 FF,请求重发 。
? A机收到 00的答复后, 结束发送 。 若收到的答复非 0,则重
新将数据发送一次 。
? 双方均以 1200波特的速率传送。假设晶振频率为 6MHz,计
算定时器 1的计数初值：
H2F0243132561 2 0 0384 1106256x
6
????? ????
为使波特率不倍增，设定 PCON寄存器的 SMOD=0，则
PCON＝ 00H,.
（ 3）基本的通信程序
设计程序框图如图 8.7所示 。
指针初始化
检查和清零
设置串行口工作方式
发请求发送信号
B机允许发送？
发送一个数据
字节求检查和
发送检查和
B机接收正确码？
返回
设置波特率
启动定时器T1
数据块发送完？
向A机发应答信号
设置串行口工作方式
等待A机联络信号
A机请求发送吗？
指针初始化
检查和清零
设置波特率
启动定时器T1
N
N
N
A机通信程序
接收一个数据
字节求检查和
数据块收齐吗？
接收A机检查和
并比较B机检查和
返回 接收正确吗？
发出错误标志
B机通信程序
N
N
N
图 8.7 双机通信程序结构图
根据结构图设计出下述通信程序：
A机通信程序：
ASTART,MOV TMOD,#20H ；设定定时器 1工作方式 2
MOV TL1,#0F2H ；设定计数初值
MOV TH1,#0F2H ；计数重装值
MOV PCON,#00H ；波特率不倍增
SETB TR1 ；启动 T1
MOV SCON,#50H ；设置串行口方式 1
ATT1,MOV SBUF,#0AAH ；发送,AA”
AWAIT1,JBC TI,ARR1 ；等待一帧发送完
SJMP AWAIT1
ARR1,JBC RI,ARR2 ；等待应答信号
SJMP ARR1
ARR2,MOV A,SBUF
XRL A,#0BBH
JNZ ATT1 ；判断是否是应答信号,00”
ATT2,MOV R0,#30H
MOV R7,#10
MOV R6,#00H
ATT3,MOV SBUF,@R0
MOV A,R6
ADD A,@R0
MOV R6,A
INC R0
AWAIT2,JBC TI,ATT4
SJMP AWAIT2 ；发送有效数据
ATT4,DJNZ R7,ATT3 ；判断是否传送完毕
MOV SBUF,R6
AWAIT3,JBC TI,ARR3
SJMP AWAIT3 ；等待
ARR3,JBC RI,ARR4
SJMP ARR3 ；等待
ARR4,MOV A,SBUF
JNZ ATT2
AEND,RET
B机通信程序：
BST\ART,MOV TMOD,#20H ；设定定时器 1工作方式 2
MOV TH1,#0F2H ；设定计数初值
MOV TL1,#0F2H ；计数重装值
MOV PCON,#00H ；波特率不倍增
SETB TR1
MOV SCON,#50H
BRR1,JBC RI,BRR2
SJMP BRR1 ；等待
BRR2,MOV A,SBUF ；把接收到的数据送入 A
XRL A,#0AAH ；判断接收到数据是否是
,AA”
JNZ BRR1 ；如果不是继续等待
BTT11,MOV SBUF,0BBH ；发送应答信号
BWAIT1,JBC TI,BRR3 ；等待
SJMP BWAIT1
BRR3,MOV R0,#30H ；接收有效数据
MOV R7,#10
MOV R6,#00H
BRR4,JBC RI,BRR5
SJMP BRR4
BRR6,MOV A,SBUF
XRL A,R6
JZ BEND
MOV SBUF,#0FFH
BWAIT3,JBC TI,BRR3
SJMP BWAIT3
BEND,MOV SBUF,#00H
RET
8.3.3 串行工作方式 2
方式 2为 11位为一帧的异步串行通信方式 。 其帧格式为 1个起
始位, 9个数据位和 1个停止位 。 如图 8.8所示 。
起始位 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D 停止位
图 8.8 方式 2的帧格式
在方式 2下, 字符还是 8个数据位, 只不过增加了一个第 9
个数据位 （ D8）,而且其功能由用户确定, 是一个可编程位 。
在发送数据时, 应先在 SCON的 TB8位中把第 9个数据位的
内容准备好 。 这可使用如下指令完成：
SETB TB8 ； TB8位置, 1”
CLR TB8 ； TB8位置, 0”
发送数据 （ D0~D7） 由 MOV指令向 SBUF写入, 而 D8位的内
容则由硬件电路从 TB 8中直接送到发送移位器的第九位, 并以此
来启动串行发送 。 一个字符帧发送完毕后, 将 TI位置, 1”,其他
过程与方式 1相同 。
方式 2的接收过程也于方式 1基本类似, 所不同的只在第 9数
据位上, 串行口把接收到的前 8个数据位送入 SBUF,而把第九数
据位送入 RB。
方式 2的波特率时固定的，而且有两种。一种是晶振频率的
三十二分之一；另一种是晶振频率的六十四分之一。即 fosc/32和
fosc/64。如用公式表示则为：
f o s c642
S M O D
?波特率＝
由此公式可知，当 SMOD为 0时，波特率为 fosc/64，当
SMOD为 1时，波特率为 fosc/32。
8.3.4 串行工作方式 3
方式 3同方式 2几乎完全一样，只不过方式 3的波特率是可
变的，有用户来确定。其波特率的确定同方式 1。
