51单片机--串口通信
基本介绍
- 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。
基本接线
- 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
电平标准
电平标准是数据1和数据0的表达方式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系，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）
常见通信接口比较
| 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 |
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
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
串口和中断系统
串口相关寄存器
SCON配置
SCON:串行控制寄存器，可位寻址，用于选择串行通信的工作方式和某些控制功能。
- SM0,SM1按下列组合确定串行口的工作方式：
我们一般选择方式1，所以SM0=0，SM1=1.
- REN：1则启动串行接收器RXD，开始接收信息，0为禁止接收，我们先设置为1。
- TI:发送中断请求标志位，发送数据时，由内部硬件自动置1，响应中断后由软件复位为0。
- RI:接收中断请求标志位，接收数据时，由内部硬件自动置1，响应中断后由软件复位为0。
这里配置SCON的八位分别为：01010000，十六进制0x50
PCON配置
PCON：电源控制寄存器，不可位寻址
这里配置PCON的八位分别为：10000000，十六进制0x50
中断寄存器配置
程序配置
波特率可通过软件进行生成
程序操作
串口向电脑发送数据
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"
unsigned char num;
void main(){
UartInit();
while(1){
UART_SendBype(num++);
Delay(1000);
}
}
#include <REGX52.H>
void UartInit(void) //4800bps@12.000MHz
{
PCON |= 0x80; //使能波特率倍速位SMOD
SCON = 0x40; //8位数据,可变波特率
TMOD &= 0x0F; //清除定时器1模式位
TMOD |= 0x20; //设定定时器1为8位自动重装方式
TL1 = 0xF3; //设定定时初值
TH1 = 0xF3; //设定定时器重装值
ET1 = 0; //禁止定时器1中断
TR1 = 1; //启动定时器1
}
void UART_SendBype(unsigned char Byte)
{
SBUF=Byte;
while(TI==0);
TI=0;
}
电脑通过串口控制单片机
需要接受定时器SCON的REN为1，和发送不通，接收要配置串口中断，串口中断号为4
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"
unsigned char num;
void main(){
UartInit();
while(1){
}
}
void UART_Routine() interrupt 4
{
//判断是接收中断
if(RI==1)
{
P1=~SBUF;//点亮LED
UART_SendBype(SBUF);
RI=0;//清除接收中断标志
}
}
数据显示
HEX模式/十六进制模式/二进制模式：以原始数据的形式显示
文本模式/字符模式：以原始数据编码后的形式显示，可发送ASCII编码表字符
