单片机-串行口通信1.doc

安徽文达信息工程学院学生实验报告
学年第 学期 课程名称《 单片机原理与应用 》 实验日期：
院部

班级

姓名

学号

实验项目名称：
实验九 串行口通信实验
指导老师：

实验类型：
编程仿真
成绩：
一、【实验目的】
1. 掌握MCS-51单片机的串行口工作原理。  
2.学习编程实现MCS-51的UART通讯。 
3.掌握CPU利用串口通讯的方法 
二、【实验原理及内容】
(一) 串行口控制寄存器
与串行通信有关的控制寄存器主要是串行通信控制寄存器SCON。SCON是8051的一个可以位寻址的专用寄存器，用于串行数据通信的控制。SCON的单元地址98H，位地址9FH—98H。寄存器内容及位地址表示如下：

电源控制寄存器PCON中SMOD位可影响串行口的波特率。SMOD是串行口波特率倍增位，当SMOD=1时，串行口波特率加倍。系统复位默认为SMOD=0。实验中我们一般了不设置电源控制寄存器。
PCON

(二) 四种工作方式
1．串行工作方式0  
串行口为同步移位寄存器方式，波特率固定为f晶振/12。该方式主要用
于I/O口扩展等，方式0传送数据时，串行数据由RXD（P3.0）端输入或输出，而TXD（P3.1）此时仅作为同步移位脉冲发生器发出移位脉冲。
2．串行工作方式1 
（1） 方式１传送的数据格式 
方式１传送一帧为10位的串行数据，包括1位起始位，8位数据位和1位停止位。
数据发送由一条写入单片机发送寄存器SBUF指令启动。8位数据在串行口由硬件自动加入起始位和停止位组成完整的帧格式。在内部移位脉冲作用下，由TXD端串行输出。发送完一帧数据后，使TXD输出端维持”1”状态并置使TI标志位置1以通知CPU发送下一个字符。
接收数据由接收单片机SCON中的REN置1开始，随后串行口不断采样RXD端电平，当采样到RXD端电平从1向0跳变时，就认定是接收信号并开始接收从RXD端输入的数据，并送入内部接收寄存器SBUF中，直到停止位到来之后，并使RI位置1，通知CPU从SBUF中取走接收到的一帧字符。 
方式1传送数据时发送前应先清TI，接收前应先清RI。
3．串行工作方式2 
方式2是11位为一帧的串行通信方式，即1位始位，9位数据位和1位停止位。其中第9位数据既可作奇偶校验位，也可作控制位使用。其帧格式为：

4．串行工作方式3 
方式3通信过程与方式2完全相同。区别仅在于方式3的波特率可通过设置定时的工作方式和初值来设定（与串行工作方式1波特率设定方法相同）。顺便指出，由于方式1和方式3的波特率设置较为灵活，在单片机串行通信中得到广泛应用。
三、【实验器材】
PC机、Proteus仿真软件、Keil c51仿真软件
四、【实验步骤】
1、基础实验：
如下图，控制8个发光二极管流水点亮。图中74LS164的8脚（CLK端）为同步脉冲输入端，9脚为控制端，9脚电平由单片机的P1.0控制，当9脚为0时，允许串行数据由RXD端（P3.0）向74LS164的串行数据输入端A和B（1脚和2脚）输入，但是74LS164的8位并行输出端关闭；当9脚为1时，A和B输入端关闭，但是允许74LS164中的8位数据并行输出。当串行口将8位串行数据发送完毕后，申请中断，在中断服务程序中，单片机向通过串行口输出下一个8位数据。

2扩展实验
串口外接一片8位并行输入、串行输出同步移位寄存器74LS165，扩展一个8位并行输入口的电路，可将接在74LS165的8个开关S0~S7的状态通过串行口的方式0读入到单片机内。

五、【实验过程原始记录】（可附页）
基础实验：
4 / 4

#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
sbit P1_0=0x90;
unsigned char nSendByte;
void delay(unsigned int i)
　　{
　　unsigned char j;
　　for(;i>0;i--)
　　 for(j=0;j<125;j++);
　　}
　　main( )
　　{
SCON = 0x00; 　　
EA=1; ES=1;
　　nSendByte=1;
　　SBUF=nSendByte;
　　P1_0=0;
　　while(1)
　　 {;}
　　}
void Serial_Port( ) interrupt 4 using 0
　　{
　　if(TI)
　　{
　　 P1_0=1;
　　 SBUF=nSendByte;
　　 delay(500);
　　 P1_0=0;
　　 nSendByte=nSendByte<<1;
if(nSendByte==0)
nSendByte=1;
　　 SBUF=nSendByte;
　　}
　　TI=0;RI=0;
}

扩展实验：
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit shft=P1^1;
void delay(){
uint j;
for(j=0;j<32000;j++);
}
void main(){
while(1){
shft=0;
shft=1;
SCON=0x10;
while(!RI);
P2=SBUF;
RI=0;
delay();
}
}

六、【实验结果分析】
实验结果符合预期。本次试验巩固了课堂上所学的串行口通信的知识（SCON和PCON各位的作用及串行口四种工作方式的原理及区别），同时复习了前面学习的中断系统的程序的编写、keil C51的使用，收获颇丰。

教师评语：