串行口是單片機與外界進行信息交換的工具。

■ 8051單片機的通信方式有兩種：

并行通信：數據的各位同時發送或接收。

串行通信：數據一位一位次序發送或接收。

參看下圖：

串行通信的方式包括異步通信和同步通信。

異步通信

它用一個起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結束。其每幀的格式如下：

在一幀格式中，先是一個起始位0，然后是8個數據位，規定低位在前，高位在后，接下來是奇偶校驗位（能省略），最后是停止位1。用這種格式表示字符，則字符能一個接一個地傳送。

在異步通信中，CPU與外設之間必須有兩項規定，即字符格式和波特率。字符格式的規定是雙方能夠在對同一種0和1的串理解成同一種意義。原則上字符格式能由通信的雙方自由制定，但從通用、方便的角度出發，一般還是使用一些標準為好，如采用ASCII標準。

波特率即數據傳送的速率，其定義是每秒鐘傳送的二進制數的位數。例如，數據傳送的速率是120字符／s，而每個字符如上述規定包含10數位，則傳送波特率為1200波特。

同步通信

在同步通信中，每個字符要用起始位和停止位作為字符開始和結束的標志，占用了時間；所以在數據塊傳遞時，為了提高速度，常去掉這些標志，采用同步傳送。由于數據塊傳遞開始要用同步字符來指示，同時要求由時鐘來實現發送端與接收端之間的同步，故硬件較復雜。

通信方向

在串行通信中，把通信接口只能發送或接收的單向傳送辦法叫單工傳送；而把數據在甲乙兩機之間的雙向傳遞，稱之為雙工傳送。在雙工傳送方式中又分為半雙工傳送和全雙工傳送。半雙工傳送是兩機之間不能同時進行發送和接收，任一時該，只能發或者只能收信息。

8051單片機的串行接口結構

8051單片機串行接口是一個可編程的全雙工串行通信接口。它可用作異步通信方式（UART），與串行傳送信息的外部設備相連接，或用于通過標準異步通信協議進行全雙工的8051多機系統也能通過同步方式，使用TTL或CMOS移位寄存器來擴充I／O口。

8051單片機通過管腳RXD（P3．0，串行數據接收端）和管腳TXD（P3．1，串行數據發送端）與外界通信。SBUF是串行口緩沖寄存器，包括發送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和地址空間，但不會出現沖突，因為它們兩個一個只能被CPU讀出數據，一個只能被CPU寫入數據。

▲串行口的控制與狀態寄存器

串行口控制寄存器SCON

它用于定義串行口的工作方式及實施接收和發送控制。字節地址為98H，其各位定義如下表：

SM0、SM1：串行口工作方式選擇位，其定義如下：

（注：其中fosc為晶體震蕩器頻率）

SM2：多機通信控制位。在方式0時，SM2一定要等于0。在方式1中，當（SM2）＝1則只有接收到有效停止位時，RI才置1。在方式2或方式3當（SM2）＝1且接收到的第九位數據RB8＝0時，RI才置1。

REN：接收允許控制位。由軟件置位以允許接收，又由軟件清0來禁止接收。

TB8： 是要發送數據的第9位。在方式2或方式3中，要發送的第9位數據，根據需要由軟件置1或清0。例如，可約定作為奇偶校驗位，或在多機通信中作為區別地址幀或數據幀的標志位。

RB8：接收到的數據的第9位。在方式0中不使用RB8。在方式1中，若（SM2）＝0，RB8為接收到的停止位。在方式2或方式3中，RB8為接收到的第9位數據。

TI：發送中斷標志。在方式0中，第8位發送結束時，由硬件置位。在其它方式的發送停止位前，由硬件置位。TI置位既表示一幀信息發送結束，同時也是申請中斷，可根據需要，用軟件查詢的辦法獲得數據已發送完畢的信息，或用中斷的方式來發送下一個數據。TI必須用軟件清0。

RI：接收中斷標志位。在方式0，當接收完第8位數據后，由硬件置位。在其它方式中，在接收到停止位的中間時刻由硬件置位（例外情況見于SM2的說明）。RI置位表示一幀數據接收完畢，可用查詢的辦法獲知或者用中斷的辦法獲知。RI也必須用軟件清0。

▲特殊功能寄存器PCON

PCON是為了在CHMOS的80C51單片機上實現電源控制而附加的。其中最高位是SMOD。

串行口的工作方式

8051單片機的全雙工串行口可編程為4種工作方式，現分述如下：

方式0  移位寄存器輸入／輸出方式。

可外接移位寄存器以擴展I／O口，也能外接同步輸入／輸出設備。8位串行數據者是從RXD輸入或輸出，TXD用來輸出同步脈沖。