51单片机的串口通信详解-原理 寄存器 编程等

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单片机的通信一般有并行通信和串行通信。并行通讯是数据的各位同时发送或接收，并行通信控制简单，传输速度快，传输线较多。

参看下图：

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串行通讯传输线少，可利用电话网，但传送控制复杂。数据一位一位顺序发送或接收。

串行通讯中有一种是异步通信，即我们通常所说的串口通信。这是我们今天要分享的内容：

异步通讯用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。其每帧的格式如下：在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位(可以省略)，最后是停止位1。用这种格式表示字符，则字符可以一个接一个地传送。

一、在异步通讯中，CPU与外设之间必须有两项规定，即字符格式和波特率。

1、字符格式的规定是双方能够在对同一种0和1的串理解成同一种意义，即我们所说的通信协议。

2、波特率即数据传送的速率，其定义是每秒钟传送的二进制数的位数。例如，数据传送的速率是120字符/s，而每个字符如上述规定包含10数位，则传送波特率为1200波特。

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二、通讯方向。

1、在串行通讯中，把通讯接口只能发送或接收的单向传送方法叫单工传送。

2、把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收，任一时该，只能发或者只能收信息。

接下来我们分享下单片机串口的结构和寄存器相关的知识。
  51单片机通过引脚RXD(P3.0，串行数据接收端)和引脚TXD(P3.1，串行数据发送端)与外界通讯。SBUF是串行口缓冲寄存器，包括发送寄存器和接收寄存器。它们有相同名字和地址空间，但不会出现冲突，因为它们两个一个只能被CPU读出数据，一个只能被CPU写入数据。




( S' l% {% P8 x# W6 Y' S9 b' v# E

  TH1和TL1是装计数初值的计数器，用于产生波特率。TI是发送标志位，RI是接收标志位，具体作用我们会在下面的分享中接触到。

  下面我们看看单片机串口相关的寄存器：

一、工作方式寄存器SCON

位  D7   D6   D5   D4   D3   D2   D1   D0

功能 SM0  SM1  SM2  REN  TB8  RB8  TI   RI

, h# F2 Y& ~% U# N' P

) F4 i3 d0 A( J5 y( ~其中fosc为晶振频率

2 f2 m3 P, [1 C% ]2 ^

SM2：多机通讯控制位。在方式0时，SM2一定要等于0。在方式1中，当(SM2)=1则只有接收到有效停止位时，RI才置1。在方式2或方式3当(SM2)=1且接收到的第九位数据RB8=0时，RI才置1。

REN：接收允许控制位。由软件置位以允许接收，又由软件清0来禁止接收。

TB8:是要发送数据的第9位。

RB8：接收到的数据的第9位。

TI：发送中断标志。在方式0中，第8位发送结束时，由硬件置位。TI置位既表示一帧信息发送结束，同时也是申请中断，可根据需要，用软件查询的方法获得数据已发送完毕的信息，或用中断的方式来发送下一个数据。TI必须用软件清0。

RI：接收中断标志位。在方式0，当接收完第8位数据后，由硬件置位。RI置位表示一帧数据接收完毕，可用查询的方法获知或者用中断的方法获知。RI也必须用软件清0。

/ d, @4 T7 p3 F6 i$ i5 R3 h
$ M- |/ d) e- T! Q, {9 W- m7 z0 @

波特率的概念：

   波特率的定义：串行口每秒钟发送的位数称为波特率。比如说2400的波特率就是每秒钟发送2400个位数。串行口的波特率是用定时器T1作为波特率发生器的，这是定时器自动设置在工作方式2（可自动重装初值）。

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# U: N; v4 @1 H( Y7 Q* w; V& p2 U3 e+ t
接下来我们分享下怎样通过编程实现串口通信，串口的操作步骤：

一、先设置波特率：
0 t2 Q8 y0 Y$ D
9 F( r) j2 {- w. q5 E   设置定时器T1为工作方式2（设置TMOD寄存器）

   给计数器赋初值（工作方式2会自动重装）
3 X6 p( h& ?7 b8 M% ?' C二、设置串口工作方式：

# D  c2 E8 c0 D2 n7 Y2 S   设置SCON
- P9 ~/ [" Q/ A. [8 b3 N0 l
: V( s: a! p+ f% L! o   如果使用中断方式，那么打开相应的中断和总中断。
三、打开定时器T1，开始产生波特率。
四、设置TRx
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) H" s  D  ?- p+ `. s下面我们看个例程：
% P' R6 Y& ^# o( W) C4 R! M

• #include <reg52.h>
• //FOSC=11.0592MHz,12T模式,SMOD=0
• #define 1200bps 0xe8
• //1200波特率计数初值宏定义
• #define 2400bps 0xf4
• //2400波特率计数初值宏定义
• #define 4800bps 0xfa
• //4800波特率计数初值宏定义
• #define 9600bps 0xfd
• //9600波特率计数初值宏定义
• unsigned char zifu='a';
• //待显示字符。
• sbit SWITCH_S7 = P3^4;
• void delay(int In,int Out)
• {
• int i,j;
• for(i=0;i<In;i++)
• {
•   for(j=0;j<Out;j++)
•   {;}
• }
• void serial_port_initial(char TH,char TL)
• //串口初始化函数
• {
• SCON = SCON | 0x50;
• //8位可变波特率,无奇偶校验位
• TMOD = TMOD | 0x20;
• //设置定时器1为8位自动重装记数器
• PCON = PCON | 0x00;
• TH1  = TH;
• //设置定时器1自动重装数
• TL1  = TL;
• //设置定时器1自动重装数
• ES   = 1;
• //允许串口中断                                EA   = 1;
• //开总中断                                    TR1  = 1;
• //开定时器1
• }
• void send_UART(unsigned char i)
• //发送一节函数
• {
• ES = 0;
• //关串口中断
• TI = 0;
• //清零串口发送完成中断请求标志
• SBUF = i;
• //发送数据
• while(TI==0);
• //等特数据传送
• TI = 0;
• //清除数据传送标志
• ES = 1;
• }
• void main()
• {
• serial_port_initial(1200bps,1200bps);
• while(1)
• {
•   if(SWITCH_S7 == 0)
•    //判断按键是否按下
•   {
•    delay(5,200);
•    if(SWITCH_S7 == 0)
•     //消抖
•    {
•     while(SWITCH_S7 == 0);
•      //等待按键松开
•     send_UART(zifu);
•      //发送字符a
•    }
•   }
• }
• }
  

, s  @3 m8 @  x5 q- r2 k5 S% I
5 r9 P' e2 l& t
/ U! a2 i7 T: K& l

zhi_hui_zhou

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风吹过后

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