11.1.2　单片机串行接口的内部结构

51系列单片机的全双工串行口主要由数据发送缓冲器、发送控制器TI和接收控制器RI等组成，其结构如图11.4所示。

从图中可以看出，串行接口内部包含有两个互相独立的发送和接收缓冲器，可以在同一时刻进行数据的发送和接收。发送缓冲器只能写入而不能读出数据，而接收缓冲器则只能读出而不能写入数据。因此，两个缓冲器实际共用一个符号SBUF，占用同一个地址99H。在实际使用时，可以通过不同的读缓冲器和写缓冲器指令来区分对哪个缓冲器操作。读缓冲器和写缓冲器的汇编指令分别如下。

MOV SBUF，A//写缓冲器

MOV A，SBUF//读缓冲器

其中，第一个汇编指令对发送缓冲器进行操作，将累加器A中的数据写入发送缓冲器。第二个汇编指令对接收缓冲器进行操作，将接收缓冲器中的数据读取并送入累加器A。

图　11.4　单片机串行口内部结构

而在C51语言中，reg51.h文件包含了对SBUF的声明，示例如下。

sfr SBUF=0x99；

在C51程序设计时，只需对SBUF进行读写即可，示例如下。

SBUF=0x12；//写SBUF

Ch=SBUF；//读SBUF，赋值给变量Ch

单片机的串行接口在串行数据发送的时候，由8051 CPU执行上面的写指令把数据写入发送缓冲器，则串行接口电路便自动启动，从而一位一位地向外传送数据。由于采用了全双工结构，在发送的同时接收端也可以一位一位地接收数据，直到把一组串行数据接收完毕并送入缓冲器，然后自动通知8051 CPU，程序中执行上面的读指令便可以把接收缓冲器中的数据读入。因此，在整个串行数据的发送和接收过程中，8051 CPU的占用时间比较少，便于进行其他操作。

51系列单片机的串行接口有两个特殊功能寄存器SCON和PCON。其中，SCON用于存放串行接口的控制和状态信息，PCON用于改变串行接口的波特率。另外，51系列单片机的串行口共有4种工作模式，对应有3种波特率。其中，模式0和模式2具有固定的波特率；而模式1和模式3的波特率是可变的，一般由定时器T1或T2的溢出率来决定。下面分别介绍各个寄存器及其读写。