51单片机串口中断

51单片机串口中断

一、串口通信介绍#

随着单片机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，单片机与单片机或其他网络主机的通信愈来愈重要。在WIFI、蓝牙、GPS、GSM/GPRS等应用的控制都体现了串口通信的重要性。

通信的方式可以分为多种，按照数据传送方式可分为串行通信和并行通信。按照数据同步方式可分为同步通信和异步通信。按照数据的传输方向可分为单工、半双工、全双工通信。

串口通信（Serial Communication）是指外设和计算机间通过数据信号线、地线等按位进行传输数据的一种通信方式。串口是一种接口标准，规定了电气标准，例如：RS-232（RS-232的延伸）、RS-485等。

RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态，与晶体管-晶体管逻辑集成电路（TTL）以高低电平表示逻辑状态的规定相反。而51单片机使用的就是TTL电平，所以要实现51单片机与计算机的串口通信，就需要进行TTL与RS-232C电平转换，通常使用MAX232芯片实现。

通信协议：通常遵循96-N-8-1

“96”表示通信波特率为9600；串口通信通常使用异步串口通信，所以必须保持两个设备的波特率一致。波特率常用值还有4800、115200

“N”表示无检验位，由于串口通信行相对更容易收到外部干扰导致传输数据出现偏差，在传输过程中使用校验位可以解决这个问题。

“8”表示数据位是8位。

“1”表示1位停止位。

二、串口相关的中断寄存器#

2-1 串口控制寄存器SCON（可位寻址）#

❤ SM0和SM1为工作方式选择位

❤ SM2：多机通信控制位，主要用于方式2和方式3.

❤ REN：允许串行接收位。有软件置REN=1，则启动串行口接收数据；REN=0，则禁止接收数据

❤ TB8：在方式2或方式3中，作为发送数据的第9位，也可以用软件规定其他作用

❤ RB8：在方式2或方式3中，作为接收数据的第9位

❤ TI：发送中断标志位。在方式0 时，当串行发送第8 位数据结束时，或在其它方式，串行发送开始时，由内部硬件使TI 置1，向CPU 发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。

❤ RI：接收中断标志位。在方式0 时，当串行接收第8 位数据结束时，或在其它方式，串行接收停止位的中间时，由内部硬件使RI 置1，向CPU 发中断申请。也必须在中断服务程序中，用软件将其清0，取消此中断申请。

2-2 电源控制寄存器PCON#

SMOD：波特率倍增位。在串口方式1、方式2、方式3 时，波特率与SMOD 有关，当SMOD=1 时，波特率提高一倍。复位时，SMOD=0

三、串口使用方法#

❤ 波特率的计算

方式0的波特率=fosc/12
    
方式2的波特率=[(2^SMOD)/32]*fosc
    
方式1的波特率=[(2^SMOD)/32]*（T1溢出率）
    
方式3的波特率=[(2^SMOD)/32]*（T1溢出率）
    
其中T1溢出率=fosc/{12*[256-(TH1)]}，一般使用波特率工具计算波特率

❤ 串口初始化流程

1.确定T1的工作方式（TMOD寄存器）

2.确定串口的工作方式（SCON寄存器）

3.计算T1的初值（设定波特率），装在TH1、TL1

4.启动T1（TCON中的TR1）

5.如果使用中断，需要开启串口中断控制位（IE寄存器）

四、串口通信实验#

4-1 通过单片机每隔一定的时间发送数据给电脑串口工具#

❤ 实验目的：单片机每隔1s向电脑串口工具发送数据1,2,3,4...

代码部分：

#include <REG52.H>


unsigned char number;

//串口初始化函数
void UART_Init()
{
	PCON |= 0x80;		//1000 0000，使能波特率倍速位SMOD
	SCON = 0x50;		//0101 0000，方式1：10位异步收发器（8位数据）可变波特率

	TMOD &= 0x0F;		//清除定时器1模式位
	TMOD |= 0x20;		//0010 0000，方式2：定时器1为8位自动重装方式

	TL1 = 0xFA;		//设定 定时初值     波特率：9600 
	TH1 = 0xFA;	    	//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
	EA = 1;			//开启中断总允许
	ES = 1;	  	        //开启串口中断允许
}

//串口发送函数
void uart_send_byte(unsigned char byte) 
{
	SBUF = byte;
	while (!TI);  //等待TI标志位为0
	TI = 0;       //TI必须使用软件清零
}

// 延时单位：100ms
void Delay(unsigned char n)		//@11.0592MHz
{
	while (n--)
	{
		unsigned char i, j;
	
		i = 180;
		j = 73;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

void main()
{
	uart_init ();
	
	while (1)
	{
		uart_send_byte (number++);
		Delay(10);  //延时1s
	}
}

波特率9600，51单片机晶振fosc=11.0592MHz，计算T1定时器的初始值：

• 公式：方式1的波特率=[(2^SMOD)/32]*（T1溢出率）&& T1溢出率=fosc/{12*[256-(TH1)]}

• 求值：9600 = [2^1/32]*{11.0592MHz/[12*(256-TH1)}

  即：9600*16*12=11.0592MHz/(256-TH1)

  即：256-TH1=11.0592MHz/(9600*16*12)

  即：TH1=256-[11.0592MHz/(9600*16*12)]=250 (十进制) = 0xFA（十六进制）

  注意：上述公式是能完全整除的，说明晶振频率11.0592MHz不是随意设计的

提示：频率转换，1MHz=10^3^MHz=10^6^MHz

keil 4编译后，将生成的.hex烧录到51单片机

❤ 实验结果

在电脑上打开串口工具软件（即上位机）

4-2 通过电脑串口工具发送一段字符串给单片机，单片机原封不动的发送给电脑串口工具#

❤ 实验目的：电脑串口工具发送一段字符串给单片机，单片机原封不动的发送给电脑串口工具

❤ 实验代码：

#include <REG52.h>

//串口发送函数
void UART_SendByte(unsigned char Byte) 
{
	SBUF = Byte;
	while (!TI);  //等待TI标志位为0
	TI = 0;  	  //TI必须使用软件清零
}

//串口初始化函数
void UART_Init()
{
	PCON |= 0x80;		//使能波特率倍速位SMOD
	SCON = 0x50;		//8位数据,可变波特率

	TMOD &= 0x0F;		//清除定时器1模式位
	TMOD |= 0x20;		//方式2：定时器1为8位自动重装方式

	TL1 = 0xFA;		//设定 定时初值     波特率：9600 
	TH1 = 0xFA;	    	//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
	EA = 1;			//开启中断总允许
	ES = 1;	                //开启串口中断允许
}

//串口中断函数
void UART_ReceiveByte() interrupt 4 
{
	unsigned char buff;
	buff = SBUF;
	SBUF = buff;
	UART_SendByte (buff);
	while (!RI);         //等待RI标志位为0
	RI = 0;              //RI必须使用软件清零
}

int main(void)
{
	UART_Init ();
	while (1)
	{
		
	}
	return 0;
}

keil 4编译后，将生成的.hex烧录到51单片机

❤ 实验结果