【8051异步串口的收发原理】8051异步串口的收发原理
《8051异步串口的收发原理》
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异步串口通信的基本原理是 ， 点对点异步 ， 没有时钟线没有地址 ， 以低电平为开始位 ， 高电平闲置 ， 通信双方约定相同的数据帧大小 ， 还有在相同的波特率下 ， 收发顺利进行 。异步串行通信可双线同时收发 ， 为全双工通信 。数据帧内容包括一个开始位、5到9个数据位、一个可选的检验位和一到两位的停止位 。
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以上是异步串口通信的通用原理 ， 但具体的通信过程是怎样的呢？这就得拿一个具体的实现——8051的built-in UART来分析一下了 。
8051的built-in UART可以通过软件编程工作于四种模式：模式0、模式1、模式2和模式3 。这里以比较常用的模式1——8位可变波特率的UART——来简要分析一下其异步通信过程 。
模式1的帧大小为10位：一个开始位（0）+八个数据位（最低有效位先）+一个停止位（1） ， 在接收方 ， 停止位被送入串口的控制寄存器SCON的RB8 。下图为模式1的功能简图：
［异步串行传输的发送］由一个“写入SBUF”信号触发 ， 任何以SBUF寄存器为目标寄存器的指令被执行都产生“写入SBUF”信号 ， 如MOV SUBF,A 。“写入SBUF”信号同样向［移位寄存器］的第九位写入1 ， 并且发一个信号给［TX控制单元］ ， 向其请求一次发送 。数据传送的实际开始点是下一个发送脉冲（TX CLOCK）的到来时 ， 不是与“写入SBUF”信号同步 ， 看下面的时序图 。［TX控制单元］的工作脉冲——发送脉冲（TX CLOCK）是对系统发来的时钟脉冲经一个［四位计数器］拉伸16倍后获得 ， 而［下沿降检测单元（1-to-0）］是直接使用系统发来的时钟脉冲工作 ， 因此 ， 对接收信号（RXD）采样的速度比发送高16倍 。
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由于［DATA控制线］默认输出为低电平 ， 它与［移位输出线］输入一个［与门］后也是低电平 ， 而［SEND控制线］默认输出为高电平 ， 二者输入一个［或门］后 ， 输出是高电平 ， TXD空闲是高电平 。［TX控制单元］在第一个发送脉冲拉低SEND控制线 ， TXD发出一个低电平开始位 ， 一个发送脉冲过后 ， ［TX控制单元］拉高DATA线 ， TXD的输出取决于移位输出 。尔后 ， TX控制单元每发送一个移位脉冲就有一位数据发送到TXD 。数据位从右边移出后 ， 左边移入0 。当移剩［最高有效位］时 ， 最高有效位的左边是最初送的第九位1 ， 左边其余位全是0 ， 这种模式会被zero 检测到 ， 并置［TX控制单元］进入［发送最后一位］状态——发送一位后拉高SEND线 ， 并置中断标志TI ， 向MCU发了“发送完毕”的中断请求 。［发送最后一位］发生在“写入SBUF”信号后的第十个发送脉冲 。
［异步串行传输的接收］由［下沿降检测单元］在RXD线检测到1到0的跳变触发 。前面已经指出 ， 下沿降检测单元16倍于波特率的速度对RXD进行采样 ， 也就是说 ， 每一个发送脉冲采样16次 。当检测到一个1到0的跳变 ， 分频的四位计数器被重置 ， 重置计数器是因为1到0的跳变可能出现在任何一个采样周期 ， 重置计数器可对齐发送脉冲与接收脉冲的边沿 ， 做到真正的同步 。计数器被重置的同时 ， 1FFH被写入［输入移位寄存器］（input shift ） 。