51 串行通信

串行口结构

51 单片机内置全双工串行口，主要组成部分：

模块	说明
数据缓冲器 SBUF	发送/接收各一个，共用一个地址 99H
波特率发生器	方式 1 和 3 由定时器 T1 溢出率产生
发送控制器	写入 SBUF 即启动发送
接收控制器	接收一帧数据后存 SBUF
移位寄存器	串/并转换

功能脚：

• TxD（P3.1）：发送数据
• RxD（P3.0）：接收数据

写数据到 SBUF → 发送完成 → 硬件置 TI=1（中断标志） 收到一帧数据 → 存入 SBUF → 硬件置 RI=1

串口结构

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相关寄存器

SBUF — 串行口数据缓冲器（99H）

• 发送 SBUF 和接收 SBUF 物理上是两个独立的寄存器
• 共用一个地址 99H
• 写操作 = 发送，读操作 = 接收

SCON — 串行口控制寄存器（98H，可位寻址）

位	名称	功能
7	SM0	方式选择
6	SM1	方式选择（与 SM0 组合）
5	SM2	多机通信使能（方式 2/3）
4	REN	允许接收（1=允许，需软件置 1）
3	TB8	方式 2/3 的第 9 位发送数据
2	RB8	方式 2/3 的第 9 位接收数据
1	TI	发送完成标志（必须软件清零）
0	RI	接收完成标志（必须软件清零）

PCON — 电源控制寄存器（87H，不可位寻址）

位	功能
7（SMOD）	波特率加倍位。1 = 方式 1/2/3 波特率加倍；0 = 不变

只有 SMOD 位与串口相关。

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四种工作方式

方式	特点	波特率
方式 0	8 位移位寄存器模式，同步	固定：
方式 1	10 位异步（8N1），最常用	可变： 溢出率
方式 2	11 位异步（9 位数据）	固定：
方式 3	11 位异步（9 位数据）	可变：同方式 1

方式 1 数据帧格式

起始位(0) + 8位数据 + 停止位(1)

D0 最低位，先发送最低位，先接收最低位。

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波特率配置

方式 1 波特率公式

常用配置（11.0592MHz）

波特率	SMOD	T1 方式	T1 初值（TH1）
1200	0	方式 2	0xE8
2400	0	方式 2	0xF4
4800	0	方式 2	0xFA
9600	0	方式 2	0xFD
19200	1	方式 2	0xFD

示例：配置方式 1，波特率 9600

TMOD = 0x20;      // T1 工作方式 2（8 位自动重装）
TH1  = 0xFD;      // 9600 bps
TL1  = 0xFD;
TR1  = 1;         // 启动 T1

SCON = 0x50;      // 方式 1，允许接收（REN=1）
// SM0=0, SM1=1 → 方式 1
// REN=1 → 允许接收

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发送 / 接收数据

发送（轮询方式）

void UART_SendChar(uchar dat)
{
    SBUF = dat;           // 写数据到 SBUF，启动发送
    while(TI == 0);       // 等待发送完成（TI = 1）
    TI = 0;               // 手动清标志位
}

接收（轮询方式）

uchar UART_RecvChar(void)
{
    while(RI == 0);       // 等待接收完成（RI = 1）
    RI = 0;               // 手动清标志位
    return SBUF;          // 读接收数据
}

中断方式

void UART_ISR() interrupt 4
{
    if(TI)
    {
        TI = 0;           // 清发送标志
        // 处理发送完成
    }
    if(RI)
    {
        RI = 0;           // 清接收标志
        dat = SBUF;       // 读接收数据
        // 处理接收数据
    }
}

中断服务函数中 TI 和 RI 必须软件清零，硬件不会自动清除！

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要点总结

要点	说明
SBUF 双缓冲	发送/接收独立，共用一个地址
TI/RI 清零	必须软件清零，中断和查询都需要
波特率	方式 1/3 依赖 T1，推荐 11.0592MHz 晶振
数据位序	D0 为最低位，先发低位，先收低位
中断号	串行口中断号为 4

题目

51单片机A和51单片机B通过串口通信，A每隔100ms向单片机B发送本人学号的后两位（十进制）。假设晶振频率为11.0592MHz，试编程实现A的功能。

#include<reg51.h>
void delayms(unsigned int n)  //ms延时函数
{
    unsigned int i, j;
    for(i=0; i<=n; i++)      //延时n个1ms
        for(j=0; j<123; j++); //本层循环实现延时1ms
}

void main()
{
    SCON = 0x50;  // 设置为串口方式1，允许收/发
    TMOD = 0x20;  // 设置T1为定时方式2，8位初值重装；T1用于产生串口波特率
    TL1 = 0xfd;
    TH1 = 0xfd;   // 9600bps@11.0592MHz 定时初值
    TR1 = 1;      // 启动T1
    while(1)
    {
        SBUF = 23;        // 串口发送学号，假设学号是23
        while(TI==0);     // 等待发送完成
        TI = 0;           // 清零TI，便于下一次发送
        delayms(100);     // 延时100ms
    }
}