3.11.3 单片机的串行口设计应用编程
1.应用电路
1）单片机双机通信
单片机与计算机或单片机与单片机之间的信息交换称为通信。串行通信是指传送数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。其特点是仅需一条或者两条传输线，传输线数目少，比较经济，适合远距离传输，但是传输速度较慢。串行通信方式的连接方法如图3.54所示。
图3.54 串行通信方式
2）串行通信的数据传输形式
按照传输数据流向，串行通信具有以下三种传输形式。
（1）单工方式：传输线采用一条线，通信系统一端为发送器（TXD），另一端为接收器（RXD），数据只能按照一个固定的方向传送，如图3.55（a）所示。
（2）半双工方式：传输线仍然采用一条线，在某时刻，通信系统只能由一个TXD和一个RXD组成，不能同时在两个方向传送，收发开关由软件方式切换，如图3.55（b）所示。
（3）全双工方式：这种方式分别用两条独立的传输线来发送数据和接收数据，通信系统每端都有TXD和RXD，可以同时发送和接收数据，即数据可以在两个方向上同时传送，如图3.55（c）所示。
图3.55 串行通信的数据传输形式
2.应用内容
1）设计及要求
设计如下。
（1）串行口设为工作方式1，其中一个单片机为发送方，另外一个单片机为接收方，发送数据块大小为10字节，存放在发送方单片机的内部RAM 50H～59H中，通过发送方单片机的串行口发出，再通过接收方单片机串行口接收，接收数据块存放到接收方单片机的内部RAM 60H～69H中。实验中数据传输通过程序查询控制，通过查询数据判断是否已发送或已收到数据。发送数据之前，发送方单片机持续发送联络信号AAH给接收方单片机，收到接收方单片机的应答信号后，发送方单片机才开始发送数据块。发送和接收的数据均传送至各自P2口的数码管显示。
（2）从键盘接收的字符由串行口1发送出去，从串行口接收的字符在屏幕上显示。这个函数可以用于测试单片机串行口的接收和发送。
（3）单片机发送测试test_send.c，每发送一串字符“HELLO”延时一段时间后重复发送，和微型计算机连接后，微型计算机上执行RS232接口程序就可以在屏幕上显示接收到的字符串。
（4）发测试程序test_tr.c，接收到字节后即刻发送出去，和微型计算机相连后，微型计算机输入的字符应该回显在屏幕上。
要求如下。
（1）参考程序可以在双方同时运行，不同的是在程序运行之前，要判断P1.0口的输入：若P1.0=1，则表示该单片机是发送方；若P1.0=0，则表示该单片机是接收方。
（2）设微型计算机的串行口工作在波特率9600 b/s、数据8位、停止位1位、无奇偶校验的简单模式下，通信端口设置位COM1。
测试时把微型计算机串行口与单片机系统的串行口相连接，串行口收发程序运行在微型计算机上。测试单片机的串行通信状态。
2）解析
工作方式1的数据发送是由一条写发送寄存器（SBUF）指令开始的，随后在串行口由硬件自动加入起始位和停止位，就构成了一个完整的帧格式，然后在移位脉冲的作用下，由TXD端串行输出。一个字符帧发送完后，使TXD输出线维持在1（SPACE）状态下，并将SCON的TI置1，通知CPU可以发送下一个字符。
接收字符时，SCON的REN位应处于允许接收状态（REN=1）。在此前提下，串行口采样RXD端，当采样到从1向0的状态跳变时，就认定是接收到起始位。随后在移位脉冲的控制下，把接收到的数据移入接收寄存器中。直到停止位到来之后停止位送入RB8，并置位中断标志位RI，通知CPU从SBUF取走接收到的一个字符。
3）参考程序
根据设计（1），参考程序如下。
根据设计（2），参考程序如下。
根据设计（3），串行口在工作方式0下的应用举例：用8位串行输入/并行输出的同步移位寄存器74LS164扩展并行输出口。
根据设计（4），采用串行口方式1的双机通信。
（1）数据发送程序如下。
（2）数据接收程序如下。
