串行口工作方式|单片机原理与应用技术

串行口具有4种工作方式，由SCON中的SM0和SM1的值决定。各种工作方式的原理如下：

1.方式0

方式0属于移位寄存器的工作方式。应用时通常外接“串入-并出”移位寄存器（如74HC164、CD4094）或“并入-串出”移位寄存器（如74HC165、CD4014），以扩展单片机的I/O口。由RXD（P3.0）串行输入/输出数据，每个字符8位，低位在前；TXD（P3.1）输出移位脉冲，其波特率固定为f_osc/12。在每个机器周期内，TXD端的移位脉冲使RXD输出或输入一位二进制码。

2.方式1

方式1是10位异步通信接口方式。帧格式为10位，含1个起始位、8个数据位（低位在前）、1个停止位。方式1的波特率可变（取决于定时器T1的溢出时间和SMOD位的设置）。串行口方式1、2、3的工作示意图见图3-16，接收端是RXD，发送端是TXD。

图3-16 串行口方式1、2、3的工作示意图

方式1的发送过程是：发送标志TI经软件清零后，由写SBUF指令启动发送过程，内部总线数据送入SBUF并启动发送控制器。经过一个机器周期，数据端DATA和发送端SEND有效，在内部移位脉冲控制下，串行数据通过输出控制门向TXD端送出。一帧信息发送完毕后，发送中断标志TI置位，申请串行口中断或等待用户查询。

方式1的接收过程是：通常设SM2=0，接收标志RI经软件清零后，若接收允许位REN置1（图中开关闭合），位检测器则以所选波特率的16倍速率对RXD端电平进行采样。当检测到负跳变时，跳变检测器启动接收控制器接收数据。为了抑制干扰，把每一位数据的传输时间分成16等分，位检测器在一位数据的传输时间内检测到的第7、8、9个脉冲至少有两个的值相同时，判断为接收到数据。在内部移位脉冲控制下，RXD上的数据逐位移入移位寄存器，一帧信息接收完毕。若接收到的数据的起始位不为零，则该帧信息无效，接收电路复位。如果满足RI=0、接收到的停止位为1或SM2=0这两个条件，单片机把停止位送入SBUF，并置位接收中断标志RI，申请串行口中断或等待用户查询。

3.方式2和方式3

方式2和方式3是11位异步通信接口方式。帧格式为11位，含1个起始位、9个数据位（低位在前，8个数据位，第9位为奇偶校验位）和1个停止位。方式2的波特率固定，与SMOD位有关，其值为f_osc/32（SMOD=1时）或f_osc/64（SMOD=0时）。方式3的波特率可变，取决于定时器/计数器TI的溢出率和SMOD位的设置。(www.xing528.com)

方式2和方式3数据的发送、接收过程与方式1的基本相同。若满足RI=0、SM2=0或所接收到的第9位数据为1（非停止位），则表明数据接收成功。方式2和方式3与方式1的差别在于：发送之前由SCON寄存器中的TB8位提供第9位数据，接收之后把第9位数据装入SCON寄存器中的RB8位。

1）串行口方式2和方式3的发送时序见图3-17。

图3-17 串行口方式2和方式3的发送时序

工作过程为：①发送始于执行一条写SBUF指令；②发送开始的同时，SEND信号低电平有效，向TXD端送出起始位；③每隔一个TX时钟周期产生一个移位脉冲，TXD输出一位数据；④当9位数据输出后，信号失效，TI标志置位，可引发串行口中断，令TXD=1作为停止位，完成一帧信息的发送。

2）串行口方式2和方式3的接收时序见图3-18。

图3-18 串行口方式2和方式3的接收时序

工作过程为：①接收过程始于接收允许位REN=1，位检测器从采样脉冲中（三中取二原则）检验到有效起始位；②起始位有效，每个RX时钟周期接收一位数据；③第9位数据接收完毕后，数据送至SBUF和RB8，RI标志置位，可引发串行口中断，完成一帧数据的接收；④若接收无效，则需要重新检测RXD的信号。