STC89C52单片机串口通信以及代码演示
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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。
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
下图是以前的投影仪的插口线脚分布图,可以看的也用了TXD来发送数据,RXD来接受数据
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)
注意这里单片机用的是TTL电平,而计算机用的是RS232电平,所以在单片机与电脑进行串口通信的时候要加电平转换芯片
常见通讯接口比较
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
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)
51单片机的UART
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(九位数据模式时的最后一位,RB8/TB8)
停止位:用于数据帧间隔
串口通信流程图
看串口模式图我们软件在进行编程的时候要注意:
SUBF(数据缓存器),TI(数据发送标志位),RI(数据接受标志位)的配置要求
以及T1溢出率的配置(TH1,TL1初值),SMOD置0时为正常波特率,置1时波特率加倍
串口相关寄存器
这里还是为了尽可能的全面,所以在手册截的图。
补充说明一下,波特率的计算方法:
在图上的寄存器SCON的配置中也可以看出来。1,是看SMOD的配置为1那么波特率加倍。2,其次是定时器1的溢出率,计算方法是周期的倒数。
下面举波特率为4800的计算方法(也是我们下面的代码里面的定时器1配置的)
设T=13us,定时器1的溢出率=1/T=0.0769230769230769,为使定时器误差小,这里的SMOD的配置为1,所以最后,波特率=(1/T)x(1/16)x1000000=4,807.692307692308 约等于4800
中断模式以及寄存器的配置
串口中断位要打开,而定时器1的中断就不用开了(溢出后不用进行中断执行其他操作,计时器只是提供稳定的波特率)
这里有个小错误:上面的为定时器0,下面的是定时器1
数据显示模式
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(即ASCLL代码编译以后)
代码示例(串口与电脑互发数据)
主函数:
#include <REGX52.H>
#include "UART.h"
unsigned char Sec;
void main()
{
UART_Init(); //串口初始化
while(1)
{
}
}
void UART_Routine() interrupt 4
{
if(RI==1) //如果接收到数据,硬件自动将标志位RI置1,表示接收到了电脑发送的数据
{
P2=SBUF; //读取SBUF数据,取反后输出到LED
UART_SendByte(SBUF);//将受到的数据发回串口(实现单片机向电脑发送数据)
RI=0; //按照手册RI需要手动置0
}
}
SUBF输入函数:
#include <REGX52.H>
void UART_Init()
{
SCON = 0x50; //工作方式1,其中的REN为1,允许接收
PCON |= 0x80; //为了减少误差波特率加倍
TMOD &= 0x0F; //设置定时器1模式
TMOD |= 0x20; //设置定时器1模式
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
ES=1; //设置接收发送中断
EA=1;
}
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
SBUF=Byte; //将SBUF数据赋值
while(TI==0);//if(TI==1) {TI=0;}在停止位后硬件自动将TI置1,按照手册,这里要手动置0
TI=0;
}