⑴ 51单片机的串行通信有哪几种格式

串行口分四种工作方式，由SCON中的SMO、SM1二位选择决定。
1.方式0
（1）特点
1.用作串行口扩展，具有固定的波特率，为Fosf/12。
2.同步发送/接收，由TXD提供移位脉冲，RXD用作数据输入/输出通道。
3.发送/接收8位数据，低位在先。
（2）发送操作
当执行一条“MOV SBUF，A”指令时，启动发送操作，由TXD输出移位脉冲，由RXD串行发送SBUF中的数据。发送完8位数据后自动置TI=1，请求中断。要继续发送时，T1必须有指令清零。（3）接收操作
在RI=0条件下，置REN=1，启动一帧数据的接收，由TXD输出移位脉冲，由RXD接收串行数据到A中。接收完一帧自动置位RI，请求中断。想继续接收时，要用指令清零RI。2.方式1
（1）特点
1.8位UART接口。
2.帧结构为10位，包括起始位（为0），8位数据位，1位停止位。
3.波特率由指令设定，由T1的溢出率决定。
（2）发送操作
当执行一条“MOV SBUF，A”指令时，启动发送操作，A中的数据从TXD端实现异步发送。发送完一帧数据后自动置TI=1，请求中断。要继续发送时，TI必须由指令清零。（3）接收操作
当置REN=1时，串行口采样RXD，当采样到1至0的跳变时，确认串行数据帧的起始位，开始接收一帧数据，直到停止位到来时，把停止位送入RB8中。置位RI请求中断。CPU取走数据后用指令清零RI。3.方式2和方式3
方式2和方式3具有多机通信功能，这两种方式除了波特率不同以外，其余完全相同。
（1）特点
1.9位UART接口。
2.帧结构为11位，包括起始位（为0）、8位数据位、1位可编程位TB8/RB8和停止位（为1）。
3.波特率在方式2时为固定FOSC/32或FOSC/64，由SMOD位决定，当SMOD=1时，波特率为FOSC/32；当SMOD=0时，波特率为FOSC/64。方式3的溢出率由T1的溢出率决定。（2）发送操作
发送数据之前，由指令设置TB8（如作为奇偶校对位或地址/数据位），将要发送的数据由A写入SBUF中启动发送操作。在发送中，内部逻辑会把TB8装入发送移位寄存器的第9位位置，然后发送一帧完整的数据，发送完毕后置位TI。TI须由指令清零。（3）接收操作
当置位SEN位且RI=0时，启动接收操作，帧结构上的第9位送入RB8中，对所接收的数据视SM2和RB8的状态决定是否会使RI置位。
当SM2=0时，RB8不论什么状态RI都置1，串行口都接收数据。
当SM2=1时，为多机通信方式，接收到的RB8为地址/数据表识位。
当RB8=1时，接收的信息为地址帧，此时置位RI，串行口接收发送来的数据。
当RB8=0时，接收的信息为数据帧，若SM2=1时，RI不会置位，此数据丢弃；若SM2=0，则SBUF接收发送来的数据。

⑵ 串行通信有几种传送方式各有什么特点

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几种流行的串行通信协议
最被人们熟悉的串行通信技术标准是EIA－232、EIA-422和EIA－485，也就是以前所称的RS-232、RS-422和RS-485。由于EIA提出的建议标准都是以“RS”作为前缀，所以在工业通信领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。
EIA－232、EIA-422和EIA－485都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的，EIA-232在1962年发布，后来陆续有不少改进版本，其中最常用的是EIA-232-C版。
目前EIA-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。EIA-232被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准。EIA-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通信。标准规定，EIA－232的传送距离要求可达50英尺（约15米），最高速率为20kbps。
由于EIA-232存在传输距离有限等不足，于是EIA-422诞生了。EIA-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（约1219米），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。当然，EIA－422也有缺陷: 因为其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，所以在100kbps速率以内，传输距离才可能达到最大值，也就是说，只有在很短的距离下才能获得最高传输速率。一般在100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mbps。另外有一点必须指出，在EIA-422通信中，只有一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能进行通信，所以EIA-422支持的是点对多点的双向通信。
为扩展应用范围，EIA于1983年在EIA-422基础上制定了EIA-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。
由于EIA-485是从EIA-422基础上发展而来的，所以EIA-485许多电气规定与EIA-422相仿，如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻、最大传输距离约为1219米、最大传输速率为10Mbps等。但是，EIA-485可以采用二线与四线方式，采用二线制时可实现真正的多点双向通信，而采用四线连接时，与EIA-422一样只能实现点对多点通信，但它比EIA-422有改进， 无论四线还是二线连接方式总线上可接多达32个设备。
由于EIA-232、EIA-422与EIA-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，标准内容规定比较简单，在此标准基础上，用户可以建立自己的高层通信协议。因此，这些串行通信技术应用很广，如录像机、计算机以及许多工业控制设备上都配备有EIA－232串行通信接口。
几十年不变的串行通信技术近两年被打破了，打破坚冰的技术就是USB。USB接口的出现在工业通信领域的反映很冷淡，然而在IT界的反响却十分强烈。如今在计算机外联的设备中，越来越多的设备开始使用USB接口。
IT新锐－USB
USB是英文 Universal Serial Bus 的缩写，翻译成中文的含义是“通用串行总线”。
从技术上看，USB是一种串行总线系统，它的最大特性是支持即插即用和热插拔功能。在Windows 2000的操作系统中，任何一款标准的USB设备可以在任何时间、任何状态下与计算机连接，并且能够马上开始工作。
USB诞生于1994年，是由康柏、IBM、Intel和Microsoft共同推出的，旨在统一外设接口，如打印机、外置Modem、扫描仪、鼠标等的接口，以便于用户进行便捷的安装和使用，逐步取代以往的串口、并口和PS/2接口。
发展至今，USB共有三种标准：1996年发布的USB1.0，1998年发布的USB1.1以及刚刚发布的最新标准USB2.0。此三种标准最大的差别就在于数据传输速率方面，当然，在其他方面也有不同程度的改进。就目前的USB2.0而言，其传输速度可以达到480Mbps，最多可以支持127个设备。
目前在IT领域，USB接口可谓春风得意。人们在市场上可以看到，每一款计算机主板都带有不少于2个USB接口，USB打印机、USB调制解调器、USB鼠标、USB音箱、USB存储器等产品越来越多，USB接口已经占据了串行通信技术的垄断地位。
但是，在工业领域，使用USB接口的产品则甚为少见。在工业领域，人们更要求产品的可靠性和稳定性，目前，EIA标准下的串行通信技术完全可以满足人们对工业设备传输的各种性能要求，而且，这些产品价格非常低廉。相比之下，USB价格较高，并且其即插即用的功能在工业通信中没有优势。因为工业设备一般连接好以后很少进行重复插拔，USB特性的优越性不能很好地被体现出来，也就得不到工业界的普遍认可。因此，在工业领域，EIA标准依然占据统治地位。
目前，还有一项串行通信技术受到人们的关注，这就是IEEE 1394，这项技术虽然还没有普及，但是，人们对它的前景十分看好。
未来之星－IEEE 1394
IEEE 1394是一种与平台无关的串行通信协议，标准速度分为100Mbps、200Mbps和400Mbps，是IEEE（电气与电子工程师协会）于1995年正式制定的总线标准。目前，1394商业联盟正在负责对它进行改进，争取未来将速度提升至800Mbps、1Gbps和1.6Gbps这三个档次。相比于EIA接口和USB接口，IEEE 1394的速度要高得多，所以，IEEE 1394也称为高速串行总线。
IEEE 1394提供了一种高速的即插即用总线。接入这条总线，各种外设便不再需要单独供电，它也支持等时的数据传输，是将计算机和消费类电器连接起来的重要桥梁。例如，用户可以在计算机上接驳一部数字VCR，把它当作一个普通的外设使用，既可用来播放电影，亦可以录制在计算机上编辑视频流。除此以外，带有IEEE 1394接口的DV（数字视频）摄影机和数字卫星接收器目前均已上市。由于速度非常快，所以它是消费类影音（A/V）电器、存储、打印、高分辨率扫描和其他便携设备的理想选择。
从技术上看，IEEE 1394具有很多优点，首先，它是一种纯数字接口，在设备之间进行信息传输的过程中，数字信号不用转换成模拟信号，从而不会带来信号损失；其次，速度很快，1Gbps的数据传输速度可以非常好地传输高品质的多媒体数据，而且设备易于扩展，在一条总线中，100Mbps、200Mbps和400Mbps的设备可以共存；另外，产品支持热插拔，易于使用，用户可以在开机状态下自由增减IEEE 1394接口的设备，整个总线的通信不会受到干扰。
也许有人会问，采用并行方式不是可以达到更高的传输速度吗？例如，包含了8根线芯的一条并行电缆和一条串行电缆相比，前者的速度可以是后者的8倍。从理论上看的确如此，但是在实际使用时，人们还要考虑其他许多因素。例如，在并行电缆的多股线芯之间，电子干扰比较厉害; 速度较高的时候，线芯之间的同步也是一个问题; 总线的问题则更加复杂。而各种IEEE 1394可通过菊花链的形式连接成一个网络，当然，由于成本原因，它只适合组成一个小网，而且内含的设备都是家用电器和计算机外设之类的东西，不适合组建一个真正的“计算机网络”。但它在一条总线内可以连接大量设备（最多63个），数据的传输得到极大简化，不仅需要的命令集被精简了，而且只需针对一个地址直接进行读写。
目前支持IEEE 1394的产品有台式计算机、笔记本电脑、高精度扫描仪、数字视频(DV)摄影机、数码音箱(SA2.5)、数码相机等。

⑶ 串行通信的异步通信协议

1、串行异步通信时的数据格式
异步方式通信ASYNC（Asynchronous Data Communication）,又称起止式异步通信，是计算机通信中最常用的数据信息传输方式。它是以字符为单位进行传输的，字符之间没有固定的时间间隔要求，而每个字符中的各位则以固定的时间传送。收、发双方取得同步的方法是采用在字符格式中设置起始位和停止位。在一个有效字符正式发送前，发送器先发送一个起始位，然后发送有效字符位，在字符结束时再发送一个停止位，起始位至停止位构成一帧。
串行异步传输时的数据格式：
⑴ 起始位：起始位必须是持续一个比特时间的逻辑“0”电平，标志传送一个字符的开始。
⑵ 数据位：数据位为5-8位，它紧跟在起始位之后，是被传送字符的有效数据位。传送时先传送字符的低位，后传送字符的高位。数据位究竟是几位，可由硬件或软件来设定。
⑶ 奇偶位：奇偶校验位仅占一位，用于进行奇校验或偶校验，也可以不设奇偶位。
⑷ 停止位：停止位为1位、1.5位或2位，可有软件设定。它一定是逻辑“1”电平，标志着传送一个字符的结束。
⑸ 空闲位：空闲位表示线路处于空闲状态，此时线路上为逻辑“1”电平。空闲位可以没有，此时异步传送的效率为最高。
2、串行异步通信时的数据接收
串行异步通信时，接收方不断地检测或监视串行输入线上的电平变化，当检测到有效起始位出现时，便知道接着是有效字符位的到来，并开始接收有效字符，当检测到停止位时，就知道传输的字符结束了。经过一段随机时间间隔之后，又进行下一个字符的传送过程。 通常接收端的采样时钟周期要比传输字符的位周期短，常用的采样时钟频率为位频率的16倍，采取这种措施是为了提高抗干扰能力，参看图8.19所示。从图中可知，传输字符的位周期Td等于采样时钟周期Tc的16倍。接收器的采样时钟的每个上升沿对输入信号进行采样，检验接收数据线上的低电平是否保持8或9个连续的时钟周期，以确定传输线上的低电平是否是真的起始位。这样就可以避免噪声干扰引起的误操作，从而删除假的起始位。相当精确地确定起始位的中间点，从而提供一个时间基准，从这个基准开始，每隔16个Tc对其余数据位采样，以确保传输数据的正确性。
接收端为实现采样数据的基准，可以执行以下步骤：
⑴ 在接收端设置一采样时钟频率计数器，当检测到起始位下降沿时，将其清零，并开始对采样时钟计数，即每来一个时钟，计数器加1。
⑵ 当计数器计到8时，表示已到达起始位的中间位置，此时采样值为0，说明是真正的起始位，同时将计数器清零；若采样值不为0，则说明一开始检测到的下降沿不是真正的起始位前沿，而是一次干扰，此次检测应作废，计数器清零，并重新开始检测起始位。
⑶ 检测到真正的起始位后，计数器清零，以后每次计到16时，便采样收到的信号波形（即每一位的中间），将采到的数值暂存起来，同时将计数器清零，重新计数，直至最后的停止位被采样。
⑷ 如果停止位采样正确（为1），则字符被接收，并由暂存器装入寄存器。若停止位采样值为0，说明同步或传输有问题，此次采样所得字符作废,不被接收。
异步通信的特点
⑴ 起止式异步通信协议传输数据对收发双方的时钟同步要求不高，即使收、发双方的时钟频率存在一定偏差，只要不使接收器在一个字符的起始位之后的采样出现错位现象，则数据传输仍可正常进行。因此，异步通信的发送器和接收器可以不用共同的时钟，通信的双方可以各自使用自己的本地时钟。
⑵ 实际应用中，串行异步通信的数据格式，包括数据位的位数、校验位的设置以及停止位的位数都可以根据实际需要，通过可编程串行接口电路，用软件命令的方式进行设置。在不同传输系统中，这些通信格式的设定完全可以不同；但在同一个传输系统的发送方和接收方的设定必须一致，否则将会由于收、发双方约定的不一致而造成数据传输的错误与混乱。
⑶ 串行异步通信中，为发送一个字符需要一些附加的信息位，如起始位、校验位和停止位等。这些附加信息位不是有效信息本身，它们被称为额外开销或通信开销，这种额外开销使通信效率降低。例如一个字符由7位组成，加上一位起始位、一位校验位和一位停止位 ，发送一个字符必须发送10位，而其中只有7位是有效的，其余3位不是有效的，使通信能力的30%成了额外开销。所以异步通信适用于传送数据量较少或传输要求不高的场合。对于快速、大量信息的传输，一般采用通信效率较高的同步通信方式。
⑷ 串行异步通信依靠对每个字符设置起始位和停止位的方法，使通信双方达到同步。