8-串口通信
1.串口介绍
•串口是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低、容易使用、通信线路简单，可实现两个设备的互相通信。
•单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大的扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力。
•51单片机内部自带UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器），可实现单片机的串口通信。
2.硬件电路
•简单双向串口通信有两根通信线（发送端TXD和接收端RXD）
•TXD与RXD要交叉连接
•当只需单向的数据传输时，可以直接一根通信线
•当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片
3.电平标准
串口常用的电平标准有如下三种：
- TTL电平：+5V表示1，0V表示0
- RS232电平：-3-15V表示1，+3+15V表示0
- RS485电平：两线压差+2+6V表示1，-2-6V表示0（差分信号）
4.常见通信接口
| 名称 | 引脚定义 | 通信方式 | 特点 |
|---|---|---|---|
| UART | TXD、RXD | 全双工、异步 | 点对点通信 |
| I²C | SCL、SDA | 半双工、同步 | 可挂载多个设备 |
| SPI | SCLK、MOSI、MISO、CS | 全双工、同步 | 可挂载多个设备 |
| 1-Wire | DQ | 半双工、异步 | 可挂载多个设备 |
此外还有：CAN,USB等
•全双工：通信双方可以在同一时刻互相传输数据
•半双工：通信双方可以互相传输数据，但必须分时复用一根数据线，也就是同一时刻只有一方可以传输数据
•单工：通信只能有一方发送到另一方，不能反向传输
•异步：通信双方各自约定通信速率
•同步：通信双方靠一根时钟线来约定通信速率
•总线：连接各个设备的数据传输线路（类似于一条马路，把路边各住户连接起来，使住户可以相互交流）
5.51单片机的UART
•STC89C52有1个UART
•STC89C52的UART有四种工作模式：
模式0：同步移位寄存器
模式1：8位UART，波特率可变（常用）
模式2：9位UART，波特率固定
模式3：9位UART，波特率可变
6.串口参数及时序图
•波特率：串口通信的速率（发送和接收各数据位的间隔时间）
•检验位：用于数据验证
•停止位：用于数据帧间隔
7.串口模式图
•SBUF：串口数据缓存寄存器，物理上是两个独立的寄存器，但占用相同的地址。写操作时，写入的是发送寄存器，读操作时，读出的是接收寄存器
8.串口和中断系统
9.串口相关寄存器
10.串行口控制寄存器SCON
根据手册内容来确定SCON的各个位是0还是1
根据手册内容，各个位的初始设置应该为SCON=01000000=0x40，工作在方式2，所以前4位为0100，发送中断和接受中断位刚开始都先初始化为0
SCON=0x40
11.定时器
16位定时器/计数器：两个寄存器当成一个，范围为0-65535，需要在中断程序中进行赋初值
8位自动重装模式：相当于一个寄存器用来重装（相当于赋初值），一个用来计数，虽然范围变小了，但是不需要手动重装了
12.通过串行口发送数据到电脑程序
每秒发送一个逐渐增大的数据
#include <STC89C5xRC.H>
#include "Delay.h"
unsigned char Sec;
void UART_Init()//4800bps@11.0592MHz
{
SCON=0x40;
PCON |= 0x80;
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x20; //设置定时器模式(8位自动重装模式)
TL1 = 0xF4; //设置定时初始值
TH1 = 0xF4; //设置定时重载值
ET1=0; //禁止定时器1中断
TR1=1; //启动定时器1
}
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
SBUF=Byte;
while(TI==0);
TI=0;
}
void main()
{
UART_Init();
while(1)
{
UART_SendByte(Sec);
Sec++;
Delay(1000);
}
}
可以像之前一样将它进行模块化
13.电脑通过串行口控制LED
此时需要接受数据，根据手册，要把REN置为1
main.c
#include <STC89C5xRC.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"
void main()
{
UART_Init();
while(1)
{
}
}
void UART_Routine() interrupt 4 //标志其为中断函数
{
if(RI==1)
{
P2=SBUF;
UART_SendByte(SBUF);
RI=0;
}
}
UART.c
#include <STC89C5xRC.H>
/**
* @brief 串口初始化，4800bps@11.0592MHz
* @param 无
* @retval 无
*/
void UART_Init()
{
SCON=0x50;
PCON |= 0x80;
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x20; //设置定时器模式(8位自动重装模式)
TL1 = 0xF4; //设置定时初始值
TH1 = 0xF4; //设置定时重载值
ET1=0; //禁止定时器1中断
TR1=1; //启动定时器1
EA=1; //开始总中断
ES=1; //开启接受、发送中断
}
/**
* @brief 串口发送一个字节数据
* @param Byte：要发送的一个字节数据
* @retval 无
*/
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
SBUF=Byte;
while(TI==0);
TI=0;
}
/*串口中断函数模板
void UART_Routine() interrupt 4 //标志其为中断函数
{
if(RI==1)
{
RI=0;
}
}
*/
UART.h
#ifndef __UART_H__
#define __UART_H__
void UART_Init();
void UART_SendByte(unsigned char Byte);
#endif
14.波特率的计算
