内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）

7脚：信号地；

8脚：数据载波检测DCD； 20脚：数据终端就绪DTR。 ②电气特性：

数据传输速率最大可到20K bps,最大距离仅15m.

注：关于串行通讯设备速率的设置，最大可支持到RS_256000，即256Kbps。一般主机和单片机的串口通讯大多都在9600 bps,可以满足通讯需求。

③接口的典型应用：

大多数计算机应用系统与智能单元之间只需使用3到5根信号线即可工作。这时，除了TXD、RXD以外，还需使用RTS、CTS、DCD、DTR、DSR等信号线。

121计算机终端 图5.1 最简单的RS232-C信号线接法

以上接法，在设计程序时，直接进行数据的接收和发送就可以了，不需要对信号线的状态进行判断或设置。 （1）串行通信的两种通信形式 A. 异步通信

在这种通信方式中，接收器和发射器有各自的时钟，他们的工作是非同步的，异步通信用一帧来表示一个字符，其内容如下：一个起始位，紧接着是若干个数据位。 B.同步通信

同步通信格式中，发送器和接收器由同一个时钟源控制，为了克服在异步传输中，每传输一帧字符都必须加上起始位和停止位，占用了传输时间，在要求传送的数据量较大的。

串行口定义为方式1时传送1帧数据为10位，其中1位起始地址、8位数据位（先低位后高位）、1位停止位方式1的波特率可变，波特率=2SMOD/32?(T1的溢出率) （2）串行口和控制寄存器

32

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）

MCS-51单片机串行口专用寄存器结构如表5.1所示。SBUF为串行口的收发缓冲器，它是一个可寻址的专用寄存器，其中包含了接收器和发射器寄存器，可以实现全双工通信。但这两个寄存器具有同一地址（99H）。MCS-51的串行数据传输很简单，只要向缓冲器写入数据就可发送数据。而从接收缓冲器读出数据既可接收数据。

此外，接收缓冲器前还加上一级输入移位寄存器，MCS-51这种结构的目的在于接收数据时避免发生重叠现象，文献称这种结构为双缓冲结构。而发送数据就不需要这样设计，因为发送时，CPU是主动的，不可能出现这种情况。 A：串行通信寄存器

在上一节我们已经分析了SCON控制寄存器，它是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据通信的控制，单元地址是98H，其结构格式如下：

表4.1 SCON寄存器结构

寄存器SCON结构 SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 RB8 9AH D1 TI 99H D0 RI 98H SM0 SM1 位地址 9FH 9EH SM2 REN TB8 8DH 9CH 9BH 下面我们对个控制位功能介绍如下： （1）SM0、SM1：串行口工作方式控制位

SMO SM1 工作方式 功能说明

0 0 方式0 移位寄存器方式（用于I/O扩展） 0 1 方式1 8位UART，波特率可变（T1溢出率/ n） 1 0 方式2 9 位UART，波特率为fosc/64或fosc/32

1 1 方式3 9位UART，波特率可变（T1溢出率/ n） （2）SM2：多机通信控制位

多机通信是工作方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收 状态，当串行口工作方式2或3，以及SM2=1时，只有当接收到第9位数据（RB8）为1时，才把接收的前8位数据送入SBUF，且置位RI发出中断申请，否则会将收到的数据放弃。当SM2=0时，只有在接收到有效停止位时才启动RI，若没接收到有效停止位，则RI清“0”。在方式0中SM2应该为“0”。

REN：允许接收控制位。由软件置“1”时，允许接收；软件置“0”时，不许接收。

33

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）

TB8：在方式3和方式3中要发送的第9位数据，需要时用软件置位和清零。 TB8：在方式2和方式3中是接收到的第9位数据。在方式1时，如SM2=0，RB8接收到的停止位。在方式0中，不使用RB8。

TI：发送中断标志。由硬件在方式0发送完第8位时置“1”，或在其它方式中串行发送停止位的开始时置“1”。必须由软件清“0”。

RI：接收中断标志。由硬件在方式0串行发射第8位结束时置“1” B:特殊功能寄存器PCON

PCON：主要是是CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，单元地址为87H其机构格式如下表：

表4.2 特殊功能寄存器PCON

PCON 位符号 D7 SMOD D6 D5 D4 D3 GF1 D2 GF0 D1 PD D0 IDL 在CHMOS型单片机中，除SMOD位外其它位均为虚设的，SMOD是串行波特率倍增位，当SMOD=1时串行口波特率加倍，系统复位默认为SMOD=0。 C：中断允许寄存器IE

中断允许寄存器这里重述一下对串行口有影响的位ES。ES为串行中断允许控制位，ES=1允许串行中断，ES=0，禁止串行中断 4.2.1串口接收数据

在本设计中，单片机接收上位机传来的数据，将接收到的数据放在一个接收缓冲器中，然后进行对接收到得数据进行判断，从而对通过单片机控制设置相应的步进电机的工作方式、起停状态、加减速及定位。在判断接收到的数据之前，需要先规定好一定得协议，即接收数据缓冲器中的每一位值为什么，代表控制什么。

34

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）

接收数据入口RI=0；Point=0N收到的是“：”？YPoint++Receive_buffer计算校验和point>0&&point<10？正确？NY发送成功标志返回

图4.2 串口接收数据流程图

如图4.2 当串口有数据传输进来时，串口中断就打开，然后就进入了串口接收数据过程，进入中断以后，首先，先将中断标志清除，以免程序进入死循环。判断接收到的第一位是不是“：”，如果是，则继续接受数据，不是就跳出。判断数据接收完，没有接收完继续接受，接收完成调用计算校验和程序，通过校验和判断接收的数据是否正确，不正确就请求上位机重新发送，正确就送成功标志。

35