AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍

AT89S51单片机串行口的内部结构如下图所示。它有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器)，可同时发送、接收数据。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址(99H)。

 

 

串行口的控制寄存器共有两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。下面介绍这两个特殊功能寄存器各位的功能。

1、串行口控制寄存器SCON

串行口控制寄存器SCON，字节地址988H，可位寻址，位地址为98H～9FH。SCON的格式如下图所示。

 

 

下面介绍SCON中各位的功能。

(1) SM0、SMl：串行口4种工作方式选择位。

SM0、SM1两位的编码所对应的4种工作方式见下表。

表 串行口的4种工作方式

 

 

(2) SM2：多机通信控制位。

因为多机通信是在方式2和方式3下进行的，因此SM2位主要用于方式2或方式3中。当串行口以方式2或方式3接收时，如果SM2=1，则只有当接收到的第9位数据(RB8)为1时，才使RI置l，产生中断请求，并将接收到的前8位数据送人SBUF;当接收到的第9位数据(RB8)为0时，则将接收到的前8位数据丢弃。而当SM2=0时，则不论第9位数据是l还是0，都将前8位数据送入SBUF中，并使RI置1，产生中断请求。

在方式1时，如果SM2=1，则只有收到有效的停止位时才会激活RI。

在方式0时，SM2必须为0。

(3)REN：允许串行接收位。

由软件置1或清0。

REN=1，允许串行口接收数据。

REN=O，禁止串行口接收数据。

(4)TB8：发送的第9位数据。

在方式2和方式3时，TB8是要发送的第9位数据，其值由软件置l或清O。在双机串行通信时，TB8一般作为奇偶校验位使用;在多机串行通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为地址帧，TB8=0为数据帧。

(5) RB8：接收的第9位数据。

工作在方式2和方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。在方式1，如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。

(6)TI：发送中断标志位。

串行口工作在方式0时，串行发送的第8位数据结束时TI由硬件置1，在其他工作方式中，串行口发送停止位的开始时置TI为1。TI=1，表示一帧数据发送结束。TI位的状态可供软件查询，也可申请中断。CPU响应中断后，在中断服务程序中向SBUF写入要发送的下一帧数据。TI必须由软件清0。

(7) RI：接收中断标志位。

串行口工作在方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置1。在其他工作方式中，串行接收到停止位时，该位置l。RI=1，表示一帧数据接收完毕，并申请中断，要求CPU从接收SBUF取走数据。该位的状态也可供软件查询。RI必须由软件清0。

SCON的所有位都可进行位操作清0或置1。

2、特殊功能寄存器PCON

特殊功能寄存器PCON字节地址为87H，不能位寻址。PCON的格式如下图所示。

 

 

下面介绍PCON中各个位的功能。其中，仅仅是最高位SMOD与串行口有关。

SMOD位：波特率选择位。

例如，方式1的波特率计算公式为

 

 

当SMOD=1时，要比SMOD=O时的波特率加倍，所以也称SMOD位为波特率倍增位。