概述
串行接口的一般概念
单片机与外界进行信息交流称之为通讯。
8051单片机的通讯办法有两种：
并行通讯:数据的各位一起发送或接纳。
串行通讯:数据一位一位次序发送或接纳。参看下图：
串行通讯的办法：
异步通讯：它用一个开端位表明字符的开端，用中止位表明字符的结束。其每帧的格局如下：
在一帧格局中，先是一个开端位0，然后是8个数据位，规则低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（能够省掉），最终是中止位1。用这种格局表明字符，则字符能够一个接一个地传送。
在异步通讯中，CPU与外设之间必须有两项规则，即字符格局和波特率。字符格局的规则是两边能够在对同一种0和1的串了解成同一种含义。原则上字符格局能够由通讯的两边自在拟定，但从通用、便利的视点动身，一般仍是运用一些规范为好，如选用ASCII规范。
波特率即数据传送的速率，其界说是每秒钟传送的二进制数的位数。例如，数据传送的速率是120字符/s，而每个字符如上述规则包含10数位，则传送波特率为1200波特。
同步通讯：在同步通讯中，每个字符要用开端位和中止位作为字符开端和结束的标志，占用了时刻；所以在数据块传递时，为了进步速度，常去掉这些标志，选用同步传送。由于数据块传递开端要用同步字符来指示，一起要求由时钟来完成发送端与接纳端之间的同步，故硬件较杂乱。
通讯方向：在串行通讯中，把通讯接口只能发送或接纳的单向传送办法叫单工传送；而把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。在双工传送办法中又分为半双工传送和全双工传送。半双工传送是两机之间不能一起进行发送和接纳，任一时该，只能发或许只能收信息。
2．8051单片机的串行接口结构
8051串行接口是一个可编程的全双工串行通讯接口。它可用作异步通讯办法（UART），与串行传送信息的外部设备相连接，或用于经过规范异步通讯协议进行全双工的8051多机体系也能够经过同步办法，运用TTL或CMOS移位寄存器来扩大I/O口。
8051单片机经过引脚RXD（P3.0，串行数据接纳端）和引脚TXD（P3.1，串行数据发送端）与外界通讯。SBUF是串行口缓冲寄存器，包含发送寄存器和接纳寄存器。它们有相同姓名和地址空间，但不会呈现抵触，由于它们两个一个只能被CPU读出数据，一个只能被CPU写入数据。
串行口的操控与状况寄存器
串行口操控寄存器SCON
它用于界说串行口的作业办法及施行接纳和发送操控。字节地址为98H，其各位界说如下表：
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM0、SM1：串行口作业办法挑选位，其界说如下：
SM0、SM1 作业办法功用描绘
其间fosc为晶振频率
SM2：多机通讯操控位。在办法0时，SM2必定要等于0。在办法1中，当（SM2）=1则只要接纳到有用中止位时，RI才置1。在办法2或办法3当（SM2）=1且接纳到的第九位数据RB8=0时，RI才置1。
REN：接纳答应操控位。由软件置位以答应接纳，又由软件清0来制止接纳。
TB8: 是要发送数据的第9位。在办法2或办法3中，要发送的第9位数据，根据需求由软件置1或清0。例如，可约好作为奇偶校验位，或在多机通讯中作为差异地址帧或数据帧的标志位。
RB8：接纳到的数据的第9位。在办法0中不运用RB8。在办法1中，若（SM2）=0，RB8为接纳到的中止位。在办法2或办法3中，RB8为接纳到的第9位数据。
TI：发送中止标志。在办法0中，第8位发送结束时，由硬件置位。在其它办法的发送中止位前，由硬件置位。TI置位既表明一帧信息发送结束，一起也是请求中止，可根据需求，用软件查询的办法取得数据已发送结束的信息，或用中止的办法来发送下一个数据。TI必须用软件清0。
RI：接纳中止标志位。在办法0，当接纳完第8位数据后，由硬件置位。在其它办法中，在接纳到中止位的中心时刻由硬件置位（例外情况见于SM2的阐明）。RI置位表明一帧数据接纳结束，可用查询的办法获悉或许用中止的办法获悉。RI也必须用软件清0。
特别功用寄存器PCON
PCON是为了在CHMOS的80C51单片机上完成电源操控而附加的。其间最高位是SMOD。
串行口的作业办法
8051单片机的全双工串行口可编程为4种作业办法，现分述如下：
办法0为移位寄存器输入/输出办法。可外接移位寄存器以扩展I/O口，也能够外接同步输入/输出设备。8位串行数据者是从RXD输入或输出，TXD用来输出同步脉冲。
输出串行数据从RXD引脚输出，TXD引脚输出移位脉冲。CPU将数据写入发送寄存器时，当即发动发送，将8位数据以fos/12的固定波特率从RXD输出，低位在前，高位在后。发送完一帧数据后，发送中止标志TI由硬件置位。
输入当串行口以办法0接纳时，先置位答应接纳操控位REN。此刻，RXD为串行数据输入端，TXD仍为同步脉冲移位输出端。当（RI）=0和（REN）=1一起满意时，开端接纳。当接纳到第8位数据时，将数据移入接纳寄存器，并由硬件置位RI。
下面两图分别是办法0扩展输出和输入的接线图。
办法1为波特率可变的10位异步通讯接口办法。发送或接纳一帧信息，包含1个开端位0，8个数据位和1个中止位1。
输出当CPU履行一条指令将数据写入发送缓冲SBUF时，就发动发送。串行数据从TXD引脚输出，发送完一帧数据后，就由硬件置位TI。
输入在（REN）=1时，串行口采样RXD引脚，当采样到1至0的跳变时，确认是开端位0，就开端接纳一帧数据。只要当（RI）=0且中止位为1或许（SM2）=0时，中止位才进入RB8，8位数据才干进入接纳寄存器，并由硬件置位中止标志RI；不然信息丢掉。所以在办法1接纳时，应先用软件清零RI和SM2标志。
办法2
办法月为固定波特率的11位UART办法。它比办法1增加了一位可程控为1或0的第9位数据。
输出: 发送的串行数据由TXD端输出一帧信息为11位，附加的第9位来自SCON寄存器的TB8位，用软件置位或复位。它可作为多机通讯中地址/数据信息的标志位，也能够作为数据的奇偶校验位。当CPU履行一条数据写入SUBF的指令时，就发动发送器发送。发送一帧信息后，置位中止标志TI。
输入: 在（REN）=1时，串行口采样RXD引脚，当采样到1至0的跳变时，确认是开端位0，就开端接纳一帧数据。在接纳到附加的第9位数据后，当（RI）=0或许（SM2）=0时，第9位数据才进入RB8，8位数据才干进入接纳寄存器，并由硬件置位中止标志RI；不然信息丢掉。且不置位RI。再过一位时刻后，不论上述条件时否满意，接纳电路即行复位，并从头检测RXD上从1到0的跳变。
作业办法3
办法3为波特率可变的11位UART办法。除波特率外，其他与办法2相同。
波特率挑选
如前所述，在串行通讯中，收发两边的数据传送率（波特率）要有必定的约好。在8051串行口的四种作业办法中，办法0和2的波特率是固定的，而办法1和3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率操控。
办法0
办法0的波特率固定为主振频率的1/12。
办法2
办法2的波特率由PCON中的挑选位SMOD来决议，可由下式表明：
波特率=2的SMOD次方除以64再乘一个fosc，也便是当SMOD=1时，波特率为1/32fosc，当SMOD=0时，波特率为1/64fosc
3．办法1和办法3
定时器T1作为波特率发生器，其公式如下：
波特率= 
定时器T1溢出率
T1溢出率= T1计数率/发生溢出所需的周期数
式中T1计数率取决于它作业在定时器状况仍是计数器状况。当作业于定时器状况时，T1计数率为fosc/12;当作业于计数器状况时，T1计数率为外部输入频率，此频率应小于fosc/24。发生溢出所需周期与定时器T1的作业办法、T1的预置值有关。
定时器T1作业于办法0：溢出所需周期数=8192-x
定时器T1作业于办法1：溢出所需周期数=65536-x
定时器T1作业于办法2：溢出所需周期数=256-x
由于办法2为主动重装入初值的8位定时器/计数器形式，所以用它来做波特率发生器最恰当。
当时钟频率选用11.0592MHZ时，取易取得规范的波特率，所以许多单片机体系选用这个看起来“怪”的晶振便是这个道理。
下表列出了定时器T1作业于办法2常用波特率及初值。
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常用波特率
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Fosc(MHZ)
|
SMOD
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TH1初值
|
| 19200 | 11.0592 | 1 |
FDH
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| 9600 | 11.0592 | 0 |
FDH
|
| 4800 | 11.0592 | 0 |
FAH
|
| 2400 | 11.0592 | 0 |
F4h
|
| 1200 | 11.0592 | 0 |
E8h
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