9.3 AT89C51串行接口的应用与编程 9.3.1 工作方式0的应用 9.3.1 工作方式0的应用 串行口工作方式0主要用于扩展并行I/O口，扩展成并行输出口时，需要外接一片8位串行输入并行输出的同步移位寄存器74HC164或CD4094。扩展成并行输入口时，需要外接一片或几片并行输入串行输出的同步移位寄存器74HC165或CD4014。

数据的串行输出或输入可采用中断方式，也可采用查询标志位TI、RI的方法，在移位初始化时，要进行相应的设置。 [例9.1] 利用串行口工作在方式0，外扩一片74HC164构成一个三位LED动态显示器，并将内部RAM显示单元65H、66H、67H中的内容输出显示。如图9-14所示。

图9-14 串行动态显示图

主程序如下： ORG 0100H STPRT： MOV SCON，#00H ；串行口初始化为方式0 SETB P1.2 ；消去最高显示位 SETB P1.1 MOV SBUF，65H ；传送最低显示位 JNB TI，$ ；传送没结束，等待

CLR P1.0 ；最低位显示 CLR TI ；清中断标志位 LCALL DSSJ ；调延时子程序，维持状态 SETB P1.0 ；消去最低显示位 MOV SBUF，66H ；传送中间显示位 JNB TI，$ ；等待传送结束 CLR P1.1 ；显示中间位 CLR TI ；清中断标志位

LCALL DSSJ ；调延时子程序，维持状态 SETB P1.1 ；消去中间显示位 MOV SBUF，67H ；传送最高显示位 JNB TI，$ ；等待传送结束 CLR P1.2 ；显示最高显示位 CLR TI ；清中断标志位 RET

[例9.2] 利用串行口工作方式0，扩展一片并行输入串行输出的移位寄存器74LS165，如图9-15所示，构成一个8位并行输入口，输入8位开关量(每一开关量代表不同功能，如启动、停止等)，并将其存入固定单元60H中。

图9-15 串行口扩展输入并行口

串行口工作在方式0，且处于接收状态，则REN置为“1”，SCON的控制字为10H，并行数据采用间隔调用子程序的方式读入，程序如下：

START： CLR P1.0 ；输入并行数据 SETB P1.0 ；允许串行移位，等待移位脉冲 MOV SCON ，#10H ；设串行口方式0，启动接收 JNB RI，$ ；等待接收一帧数据 CLR RI ；清中断标志位 MOV A，SBUF ；读入接收数据 MOV 60H，A ；存入固定单元 RET

9.3.2 工作方式1的应用 串行方式1主要用于异步双机通信，波特率由定时器T1产生。 [例9.3] 利用串行口方式1实现一个数据块的传送，数据块存在内部RAM的60H～6FH中，波特率选为2400，并形成和校验数据一起发送。

串行口工作为方式1，且处于发送的单工模式，则SCON控制字为40H。方式1的波特率由T1产生，设T1工作于方式2自动重装初值模式，晶振频率为11.0592 MHz时，计数初值为F4H。用于和校验的算术和存放在70H中，并在数据块的末尾传送出去。 通过上面的分析，采用查询法传送数据块的子程序如下：

MOV TMOD，#20H ；设置T1为工作方式2 MOV TL1，#0F4H ；给T1送初值 MOV TH1，#0F4H SETB TR1 MOV SCON，#40H ；设置串行口为工作方式1 MOV R0，#60H ；数据块首址送R0 MOV R1，#10H ；数据块长度送R1 MOV 70H，#00H

DWFP：MOV A，@R0 MOV SBUF，A ；发送数据 ADD A，70H ；对和校验求和 MOV 70H，A JNB TI，$ ；未发送完等待 CLR TI

INC R0 DJNZ R1，DWFP MOV SBUF，A ；发送和校验 JNB TI，$ CLR TI RET

9.3.3 工作方式2与工作方式3的应用 方式2和方式3都是11位异步通信方式，所不同处仅在于波特率。方式2的波特率只有固定的两种，而方式3的波特率则可由用户设定。 [例9.4] 利用串行口方式2编制一发送程序，将片内RAM中60H～6FH单元的数据串行发送出去，第九数据位TB8作奇偶校验位。 根据要求，将串行口设置为方式2、单工发送，则SCON控制字为80H。波特率选为fosc/64。采用中断方式发送的主程序和中断程序如下：

ORG 0000H AJMP ZCX1 ；转主程序 NOP 0RG 0023H ；串行中断程序 INC R0 ；被发送数据地址增1 MOV A，@R0 ；取出待发数据 MOV C，PSW.0 ；将奇偶位送TB8 MOV TB8，C MOV SBUF，A ；发送数据 DJNZ R1，CSJS ；判断是否发送完 CLR ES ；发送完关中断

CSJS： CLR TI ；清中断标志 RETI NOP ZCX1： ORG 0100H ；主程序 MOV SP，#20H ；置堆栈指针 MOV SCON，#80H ；串行口设置为方式2 MOV PCON，#00H ；波特率选为fosc/64 MOV R0，#60H ；数据块首址送R0

MOV R1，#10H ；数据块长度送R1 SETB EA ；开总中断 SETB ES ；开串行口中断 MOV A，@R0 ；取出待发数据 MOV C，PSW.0 ；将奇偶位送TB8 MOV TB8，C MOV SBUF，A ；发送数据 SJMP ￥ ；等待中断

[例9. 5] 试编制串行口在方式3下接收数据块的程序。设单片机晶振为11 [例9.5] 试编制串行口在方式3下接收数据块的程序。设单片机晶振为11.0592 MHZ，波特率为2400 b/s，接收数据存在片内RAM的40H起始单元的一段区间内，数据块长度由发送方先发送过来(不超过允许值)，每接收一个数据都核对其奇偶校验位，正确存储数据，否则给出出错标志。 根据要求，设T1工作于方式2，当SMOD=0时，T1计数初值为F4H。采用查询法编制的程序如下：

START： MOV TMOD，#20H ；置T1工作于方式2 MOV TH1，#0F4H ；置T1计数初值 MOV TL1，#0F4H SETB TR1 ；启动T1 MOV SCON，#0D0H ；置串行口工作于方式3允许接收 MOV PCON，#00H ；设SMOD=0

MOV R0，#40H ；接收数据区首址送R0 JNB RI，￥ ；等待接收数据块长度字节 CLR RI ；接收后清RI MOV A，SBUF ；将数据块长度读入后存入R1中 MOV R1，A OR0： JNB RI，￥ ；等待接收数据 CLR RI ；接收一个字符后清RI

MOV A，SBUF ；将接收字符读入A JB PSW.0，OR1 ；进行奇偶位校验 JB RB8，OR3 SJMP OR2 OR1： JNB RB8，OR3 OR2： MOV @R0，A ；校验正确存接收数据

INC R0 ；存储单元地址增1 CLR PSW.5 ；设置正确的标志 DJNZ R1，OR0 ；没接收完继续接收 SJMP $ ；接收完停机 OR3： SETB PSW.5 ；置校验出错标志 SJMP $ ；停机

9.4 PC机与单片机间的串行通信 9.4.1 RS-232C总线标准

表9-3 RS-232C信号引脚定义 引 脚 定 义(助记符) 引 脚 1 保护地(PG) 14 辅助通道发送数据(STXD) 2 引 脚 定 义(助记符) 引 脚 1 保护地(PG) 14 辅助通道发送数据(STXD) 2 发送数据(TXD) 15 发送时钟(TXC) 3 接收数据(RXD) 16 辅助通道接收数据(SRXD) 4 请求发送(RTS) 17 接收时钟(RXC) 5 清除发送(CTS) 18 未定义 6 数据准备好(DSR) 19 辅助通道请求发送(SRTS) 7 信号地(GND) 20 数据终端准备就绪(DTR) 8 接收线路信号检测(DCD) 21 信号质量检测 9 22 音响指示(RI) 10 23 数据信号速率选择 11 24 发送时钟 12 辅助通道接收线信号检测(SDCD) 25 13 辅助通道允许发送(SCTS)  

表9-3中定义的许多信号线是为通信业务联系或信息控制而设置的，在计算机串行通信中主要使用以下一些信号： (1) 数据传输信号：发送数据(TXD)，接收数据(RXD)。 (2) 调制解调器控制信号：请求发送(RTS)，清除发送(CTS)，数据准备好(DSR)，数据终端准备就绪 (DTR)。 (3) 时钟信号：发送时钟(TXC)，接收时钟(RXC)。 (4) 地线：保护地(PG)，信号地(GND)。

RS-232C总线的其他标准规定如下： (1)  RS-232C总线标准逻辑电平：＋5～＋15 V表示逻辑“0”，－15～－5 V表示逻辑“1”，噪声容限为2 V。 (2) 标准数据传输速率：50 b/s、75 b/s、110 b/s、300 b/s、600 b/s、1200 b/s、2400 b/s、4800 b/s、9600 b/s、19 200 b/s。 9.4.2 RS-232C接口电路 1. MAX232接口电路 MAX232芯片是MAXIM公司生产的具有两路接收器和驱动器的IC芯片，其内部有一个电源电压变换器，可以将输入＋5 V的电压变换成RS-232C输出电平所需的±12 V电压。

MAX232芯片的引脚结构如图9-16所示。其中管脚1～6(C1＋、V＋、C1－、C2＋、C2－、V－)用于电源电压转换，只要在外部接入相应电解电容即可；管脚7～10和管脚11～14构成两组TTL信号电平与RS-232C信号电平的转换电路，对应管脚可直接与单片机串行口的TTL电平引脚和PC机的RS232电平引脚相连。具体连接可参看图9-17。

图9-16 MAX232引脚图

2．PC机与AT89C51单片机串行通信电路 图9-17是由芯片MAX232实现PC机与AT89C51单片机串行通信的典型接线图。图中外接电解电容C1、C2、C3、C4用于电源电压变换，提高抗干扰能力，它们可以取相同数值电容1.0 μF/16 V。电容C5用于对＋5 V电源的噪声干扰进行滤波，其值一般为0.1 μF。

图9-17 用MAX232实现串行通信接口电路图

3．PC机与多个单片机间的串行通信 图9-18表示一台PC机与多个单片机间的串行通信电路。这种通信系统一般为主从结构，PC机为主机，单片机为从机。主从机间的信号电平转换由MAX232芯片实现。

图9-18 PC机和多个单片机串行通信电路