MCS-51单片机串行通信详解

"单片机原理（第7部分）-20201" 单片机原理是嵌入式系统设计的基础，本部分主要探讨的是MCS-51系列单片机的串行通信机制。串行通信是计算机系统与外部设备之间进行数据交换的重要方式之一，尤其在现代电子设备中占据着重要地位。与并行通信相比，串行通信有其独特的优点和应用场景。 并行通信是数据的多位同时传输，比如IDE硬盘接口和PCI接口，这种通信方式的优点在于传输速率快，数据可以在短时间内大量传输。然而，它的缺点也很明显，即需要较多的传输线路，这不仅增加了硬件成本，还可能导致信号干扰问题，因此并行通信通常用于近距离、高速度的数据交换。 相比之下，串行通信采用单一线路或双线线路进行数据传输，如RS232、USB和SATA接口。串行通信的主要优势在于传输线少，布线成本低，适合长距离数据传输。虽然其传输速度较并行通信慢，但更适合于需要节省空间和成本的应用场景，例如远程通信和物联网设备。 串行通信有三种基本的通信制式：单工、半双工和全双工。单工通信仅支持单向数据流，数据只能从一端传向另一端；半双工则允许数据双向传输，但同一时间只能有一个方向的数据流动；全双工通信则允许数据同时双向传输，两端可以同时发送和接收数据，这需要更复杂的硬件支持。 MCS-51单片机内建了一个全双工的串行异步通信口，即UART（通用异步接收发送器）。UART包含两个独立的发送和接收缓冲器，虽然它们共享同一个内存地址99H，但实际上在物理上是分离的。发送缓冲器只能用于写入数据，发送完成后会自动启动串行口并将数据发送出去，同时设置TI标志位请求中断。接收缓冲器则只能读取数据，新接收的数据会被放入其中，RI标志位会被置1以请求中断处理。 MCS-51的串行通信控制寄存器SCON用于配置串行口的工作模式、波特率和中断控制。通过设置SCON寄存器的不同位，可以灵活地调整串行通信的参数，以适应不同的应用需求。例如，可以设置SM0和SM1来选择串行通信的工作模式，包括同步移位寄存器模式、8位UART模式等。此外，SM2、REN、TB8和RB8等位则分别用于控制多重接收、接收允许、发送数据的第九位和接收数据的第九位。 理解和掌握MCS-51单片机的串行通信机制是进行单片机编程和嵌入式系统设计的基础，这有助于开发者有效地利用串行通信实现设备间的高效、可靠的数据交互。无论是单工、半双工还是全双工通信，都有其适用的场合，根据实际需求选择合适的通信方式至关重要。