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

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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

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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

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7.串口模式图

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•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

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9.串口相关寄存器

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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

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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

image-20240117210131707

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

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posted @ 2024-01-17 23:55  Jinx8823  阅读(8)  评论(0)  编辑  收藏  举报