单片机嵌入式系统学习指导及实验，包括波特率发生器和

本章主要介绍串行接口的工作模式，串行接口的控制和基本应用，以及几种常用的串行总线。

1.单片机串行接口的基本概念和4种工作模式

串行接口是8051单片机之间以及与其他计算机之间实现通信的接口。8051中的串行接口是一个全双工（Full Duplex）通信接口，具有发送缓冲器和接收缓冲器。其数据发送端为TXD，接收端为RXD。串行口的接收和发送均是通过特殊功能寄存器SBUF的操作完成的，要发送的数据写入SBUF，接收的数据从SBUF读取。

串行接口的4种工作模式由串行接口控制寄存器SCON控制。采用定时器T1作为波特率发生器，特殊功能寄存器PCON控制波特率的倍率。

2.串行接口的控制和基本应用

串行接口控制寄存器SCON在SFR中的物理地址为98H，是可位寻址的特殊功能寄存器，用于通信方式的选择，接收和发送控制通信状态的指示。需要加以理解和注意的是，TB8用于存储发送数据的第9位，RB8用于存储接收数据的第9位，它们都是在模式2、3中作为编程校验位使用。SM2为多机通信控制位。

工作模式0主要用于单片机I/O口的扩展，在数据的输入和输出控制中，RXD作为数据线，TXD输出同步时钟脉冲。而且在模式0下，以8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。波特率固定为晶振频率的1/12。

模式1为10位数据被发送（从引脚TXD）或接收（从引脚RXD）：1个启动位，8个数据位，1个停止位。在接收时，停止位被送入特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率是可变的。

模式2和3的数据帧格式都是11位，其中1个启动位，8个数据位，可编程的第9个数据位，1个停止位。可编程位（D8）可以由软件赋予0或1，存放在TB8中，发送时连同8位数据共同通过通信总线发出。接收端收到数据后，接收的D0～D7数据在接收SBUF内，发送的可编程位存入RB8中。模式2的波特率可为1/32或1/64晶振频率；模式3的波特率是可变的，可通过定时器T1设定。(www.xing528.com)

3.目前单片机应用系统中常用的几种串行总线接口

SPI是一种高速全双工同步通信总线，支持这种总线的器件很多，包括I/O扩展，EEP_- ROM、ADC、DAC、时钟以及LCD显示驱动器件等，SPI串行通信接口需要使用4条线，对应的信号如下：

MOSI——主器件数据输出，从器件数据输入

MISO——主器件数据输入，从器件数据输出

SCLK——时钟信号，由主器件产生

SS——从器件使能信号，由主器件控制

I²C总线是PHILIPS公司推出的一种串行总线，简单的操作特性被广泛地应用在各式各样基于微控器的专业、消费与电信产品中。I²C总线只有两根双向信号线，一根是双向数据线SDA，另一根是时钟线SCL。所有连接到I²C总线上的串行器件，其数据线都连接到总线的SDA上，时钟线则连接到总线的SCL上。多个符合I²C总线标准的器件都可以通过同一条I²C总线进行通信，它们之间通过器件地址来区分，而不需要额外的地址译码器。

1-Wire总线是一种特殊串行数据通信方式，它将地址线、数据线、控制线合并为一根信号线，允许在这根信号线上挂接多个1-Wire总线器件，如ADC、DAC、EEPROM、Flash等器件，具有节省I/O资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等优点。