51单片机-串口

哈尔滨理工大学软件工程专业08-7李万鹏原创作品，转载请标明出处

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单片机通信是指单片机与计算机或单片机与单片机之间的信息交换，通常单片机与计算机之间的通信我们用的较多。通信有并行和串行两种方式。串行通信又有两种方式：异步串行通信和同步串行通信。

异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以时间传送的，即字符之间不一定有“位间隔”的整数倍关系，但同一字符内的各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍。

DB25与DB9：

80C51串行口的结构:

有两个物理上独立的接受,发送寄存器SBUF，它们占用同一地址99H；接收器是双缓冲结构；发送

缓冲器，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。

RS232C标准接口主要引脚定义:

串行口控制寄存器SCON是一个特殊功能的寄存器，用以设定串行口的工作方式，接受发送控制及设

置状态标志。

SM0，SM1工作方式选择位，SM2多机通信控制位，REN允许串行接收位，TI发送中断标志位，RI接

收中断标志位。串行发送停止位的开始时，由内部硬件使TI置1，向CPU发出中断申请。在中断服务

程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。

电源管理寄存器PCON也是一个特殊功能寄存器，字节地址为87H，不能位寻址，PCON用来管理单片

机的电源部分，包括上电复位检测，掉电模式，空闲模式等。单片机复位时PCON全部被清0。

SMOD该位与串口波特率有关，SMOD=0，串口方式1，2，3时，波特率正常。SMOD=1，串口方式1，

2，3时，波特率加倍。

用软件置REN为1时，接收器会以所选择波特率的16倍速采样RXD引脚电平，检测到RXD引脚输入电平发生

负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接受这一帧信息的其余位。接受过

程中，数据从输入移位寄存器的右边输入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后

一次移位。当RI = 0，且SMOD = 0（或接受到的停止位为1）时，将接收到的9位数据的前8位数据

装入接受SBUF，第9位进入RB8，并置RI=1，向CPU中断请求。

在具体操作串行口之前，需要对单片机一些与串行口有关的特殊功能寄存器进行初始化设置：

1. 确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）
2. 计算T1的初值，装载TH1,TL1
3. 开启T1（编程TCON中的TR1位）
4. 设置串口的工作方式（编程SCON寄存器）
5. 串行口工作在中断方式下，要进行中断设置（IE寄存器）

波特率计算公式:

1. 方式0的波特率=fosc/12。
2. 方式1的波特率=(2^smod/32)*(T1溢出率)。
3. 方式2的波特率=(2smod/64)*fosc。
4. 方式3的波特率=(2smod/32)*(T1溢出率)。
5. T1溢出率=fosc/{12*[256-(TH1)]}

fosc为系统晶振频率，通常为12MHZ或11.05926MHZ

异步串口通信两种方式：轮询和中断

下面是一个中断程序，使用串口调试工具发出什么返回什么。

#include <reg52.h>

unsigned char a,flag;

void main(){
	TMOD = 0x20;         //工作方式2，8位自动重装定时/计数器
	TH1 = 0xfd;          //波特率为9600bps,系统晶振频率为11.0592MHZ时需要装入的
	TL1 = 0xfd;          //TH1，TL1的值可以通过公式 T1溢出率=fosc/{12*[256-(TH1)]}
	EA = 1;              //开启CPU中断允许位
	ES = 1;              //开始串口中断允许位
	SM1 = 1;             //设置串口的工作方式为01即方式1，10位异步收发（8位数据）
	TR1 = 1;             //T1开启
	REN = 1;             //允许串行接受位
	while(1){
 		if(flag == 1){    			  
			ES = 0;	     //关闭串口中断，防止发送数据时产生中断
			SBUF = a;    //将数据送到发送缓冲寄存器
			while(!TI);	 //发送当停止位开始时，会产生中断，把TI置1
			TI = 0;		 
			flag = 0;
			ES = 1;		 //允许中断
		}
	}
}

void uart() interrupt 4{
	a = SBUF;             //当产生RI中断时说明数据接收完毕，把数据赋给变量a  
      RI = 0;		    //软件方法把RI置0
	flag = 1;
}

轮询方式，如果有数据输入发送给串口，当停止位开始时，蜂鸣器响起。

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char    
sbit buzzer=P3^4;
                      
void delay(uchar z)
{
	uchar x,y;
	for(x=1000;x>1;x--)
		for(y=z;y>1;y--);
}

void main(){
	TMOD = 0x20;         //工作方式2，8位自动重装定时/计数器
	TH1 = 0xfd;          //波特率为9600bps,系统晶振频率为11.0592MHZ时需要装入的
	TL1 = 0xfd;          //TH1，TL1的值可以通过公式 T1溢出率=fosc/{12*[256-(TH1)]}
	EA = 1;              //开启CPU中断允许位
	ES = 1;              //开始串口中断允许位
	SM1 = 1;             //设置串口的工作方式为01即方式1，10位异步收发（8位数据）
	TR1 = 1;             //T1开启
	REN = 1;             //允许串行接受位
	while(1){
 		if(RI == 1){    //大循环进行轮询，如果串行发送停止位开始，则RI会被硬件置1
			RI = 0;
			buzzer=0;
			delay(10);
			buzzer=1;
			delay(10);
		}
	}
}

 


两个纠结的程序:

由上位机发送1给单片机时，蜂鸣器以400ms频率发声，发2时以200ms频率发声，发3时以100ms频率发声，发4时关闲蜂鸣器。

#include<reg52.h>
unsigned char flag,a,num,benum;
sbit beep=P3^4;
void main()
{

	TMOD=0x21;//设置定时器1为工作方式2
	TH1=0xfd;
	TL1=0xfd;
	TH0=(65536-50000)/255;
	TL0=(65536-50000)%255;
	TR1=1;
	ET0=1;
	SM0=0;
	SM1=1;
	REN=1;
	EA=1;
	ES=1;
	while(1)
	{
		if(flag==1)
		{
			EA=0;
			flag=0;
			TR0=1;
			if(a==1)
				benum=4;
			if(a==2)
				benum=2;
			if(a==3)
				benum=1;
			if(a==4)
			{
				TR0=0;
				beep=1;	
			}
			EA=1;
		}
	}
}

void ser() interrupt 4
{
	RI=0;
	a=SBUF;
	flag=1;
}

void time0() interrupt 1
{
	TH0=(65536-50000)/255;
	TL0=(65536-50000)%255;
	num++;
	if(num>=benum)
	{
		num=0;
		beep=~beep;
	}	
}

以2400bps从计算机发送任一字节数据，当单片机收到该数据后，在此数据前加上一序号然后连同此数据一起发送至计算机，当序号超过255时归零。

#include<reg52.h>
unsigned char flag,a,num,num1;
sbit beep=P3^4;
void main()
{

	TMOD=0x20;//设置定时器1为工作方式2
	TH1=0xf4;
	TL1=0xf4;
	TR1=1;
	SM0=0;
	SM1=1;
	REN=1;
	EA=1;
	ES=1;
	while(1)
	{
		if(flag==1)
		{
			ES=0;
			flag=0;
			num1++;
			if(num1==255)
				num1=0;
			SBUF=num1;
			while(!TI);
			TI=0;
			SBUF=a;
			while(!TI);
			TI=0;
			ES=1;
		}
	}
}

void ser() interrupt 4
{
	RI=0;
	a=SBUF;
	flag=1;
}