STC MCU STC15F204EA 模拟串口的示例程序：
例程使用 Timer0 中断，同步完成接受和发送的工作，属于双工首发。
串口将收到的信息在下一个发送周期转发出去；收发波特率可变，其它设置为 8 位数据位，无奇偶校验位，1 位停止位。
MCU 工作频率 FOSC 设置为 11.0592MHz，如果使用 12.000MHz，24.000MHz 时，会有频差。
1、头文件
#include "reg51.h" #include "intrins.h"
2、如何选择设置波特率
波特率设定值计算公式：
BAUD = 65536 - FOSC/3/BAUDRATE/M (1T:M=1; 12T:M=12)
为了确保通信质量，(FOSC/3/BAUDRATE) 必须大于 98，推荐大于110。每 3 次中断，做一次输出检查或输出。一般要求做连续 16 次采样，取其开始、中间、结束 3 个数据，如果稳定，则可以认为数据有效。3*16*2(？)=96，加上定时信号的不稳定性，在 98 以上合理。
因此，中断发生的频率是波特率信号的 3 倍以上。按照主频为 11059200 计算，如果选择信号比大于 110，则最大波特率为 33512。如果选择 98，则为 37616。选择 38400 的通讯速率都不能保证接收的正确性。因此，最可靠的数据接收波特率应该是 19200。
当时钟频率提升到 33.1174MHz 时，最大波特率为 112848，依然小于 115200. 使用 115200 时，波特率误差可能高达 2%，出现数据差错，因此最大通讯速率选择 57600。
//#define BAUD 0xF400 // 1200bps @ 11.0592MHz //#define BAUD 0xFA00 // 2400bps @ 11.0592MHz //#define BAUD 0xFD00 // 4800bps @ 11.0592MHz //#define BAUD 0xFE80 // 9600bps @ 11.0592MHz //#define BAUD 0xFF40 //19200bps @ 11.0592MHz //#define BAUD 0xFFA0 //38400bps @ 11.0592MHz //#define BAUD 0xEC00 // 1200bps @ 18.432MHz //#define BAUD 0xF600 // 2400bps @ 18.432MHz //#define BAUD 0xFB00 // 4800bps @ 18.432MHz //#define BAUD 0xFD80 // 9600bps @ 18.432MHz //#define BAUD 0xFEC0 //19200bps @ 18.432MHz //#define BAUD 0xFF60 //38400bps @ 18.432MHz //#define BAUD 0xE800 // 1200bps @ 22.1184MHz //#define BAUD 0xF400 // 2400bps @ 22.1184MHz //#define BAUD 0xFA00 // 4800bps @ 22.1184MHz //#define BAUD 0xFD00 // 9600bps @ 22.1184MHz //#define BAUD 0xFE80 //19200bps @ 22.1184MHz //#define BAUD 0xFF40 //38400bps @ 22.1184MHz #define BAUD 0xFF80 //57600bps @ 22.1184MHz
3、串口选项设置
#define DATALEN 8 // 8 位数据位 #define NOPARITY // 无校验位 //#define EVENPARITY // 偶校验 //#define ODDPARITY // 奇校验 #define STOP1BIT // 1 位停止位 //#define STOP1P5BITS // 停止位 1.5 位 //#define STOP2BITS // 停止位 2 位 #ifdef EVENPARITY // 偶校验 #endif #ifdef ODDPARITY // 奇校验 #endif #ifdef NOPARITY // 无校验 #endif #ifdef STOP1BIT // 停止位 1 位 #endif #ifdef STOP1P5BITS // 停止位 1.5 位 #endif #ifdef STOP2BITS // 停止位 2 位 #endif
4、变量与函数定义
#define YES 1 #define NO 0 sfr AUXR = 0x8E; sbit RXB = P3^0; // UART RX 管脚 sbit TXB = P3^1; // UART TX 管脚 // 数据发送相关的中间数据 unsigned char nDataToSend; //要发送的字符 unsigned char nTmpTxData; //发送过程的临时数据 unsigned char nTransmitCount; //输出定时计数器。每三次输出一个数据。 unsigned char nTxBitCount; //发送剩余位计数器 unsigned char pTx; //发送数据指针 bit tData; //***新增加：准备发送的位数据(使用CY作为中间数据位不可靠，可能会被修改) bit bIsTransmitting; bit bTransmitCompleted; // 数据接收相关的中间数据 unsigned char nReceiveCount; //输入电平多次采样计数器 //说明：这里默认的发送和接收过程都是在 3 次中断发生后采样输入信号或发送数据。 unsigned char nReceivedData; //最终接收的数据 unsigned char nTmpRcvData; //接收过程的临时数据(未完成的数据) unsigned char nRxBitCount; //接收剩余位计数器 unsigned char pRx; //接收数据指针 bit bIsReceiving; bit bReceiveCompleted; // 数据接收缓冲区的定义 #define BUFFLEN 0x10 //字符缓冲区长度 #define CYCLEMASK 0x0F //缓冲区循环掩模字码，=BUFFLEN-1。如长度为0x10,则掩模为0x0F，如果长度为0x20，则掩模为0x1F。 unsigned char buf[BUFFLEN]; void UartInit(void); // 基本输入输出函数，其它类型数据的处理，可以通过标准库的转换实现，如sprintf，atoi等。 void SendChar(unsigned char c); //发送一个字符 void SendStr(char *str); //发送一个字符串(长度不能超过BUFFLEN) unsigned char uGetChar(void); //获取一个字符 char *uGetStr(void); //获取字符串，结果指向默认的通用缓冲区buf[BUFFLEN].
5、详细实现
5.1、发送一个字节数据
void SendChar(unsigned char c)
{
while (!bTransmitCompleted); //如果发送未完成，则等待
nDataToSend = c; //准备要发送的字符
bTransmitCompleted = 0;
bIsTransmitting = 1; //标识正在发送标志
}
5.2、发送字符串数据
void SendStr(char *str)
{
while (*str) SendChar(*str++);
}
5.3、接收数据
unsigned char uGetChar(void)
{
while (!bReceiveCompleted); //如果数据接收未完成，则等待
bReceiveCompleted = 0; //允许开始接收下一个字符
return nReceivedData; //返回接收到的字符
}
5.4、接收字符串
char *uGetStr(void)
{
/*
字符串接收停止的标志：\r\n(0xD 0xA),或者 '\0'?
*/
unsigned char p; //用数字标号
unsigned char c;
p = 0; //指针指向缓冲区开头
c = uGetChar();
while (c != 0x0) {
buf[p] = c;
p++;
p &= CYCLEMASK; //防止指针溢出，自动从头到尾循环，但是会丢失前面的字符。
//if (p = CYCLEMASK) break; //第二策略：如果溢出，则自动停止接收。未测试。
c = uGetChar();
}
buf[p] = 0; //字符串结尾
return buf;
}
5.5、主业务逻辑
void main(void)
{
/*
程序的初始状态准备。
*/
bIsTransmitting = 0; //尚未开始发送
bIsReceiving = 0; //尚未开始接受
bTransmitCompleted = 1; //缓冲区数据已发送完成(没数据可以发送)
bReceiveCompleted = 0; //尚未接收到数据
nTransmitCount = 0; //发送过程的T0中断次数计数器为0
nReceiveCount = 0; //接收过程的T0中断次数计数器为0
pRx = 0; //接收指针指向起始位置
pTx = 0; //发送指针指向起始位置
UartInit(); //设置中断条件（工作模式、计数值等，并打开中断）
while (1)
{
//SendChar(uGetChar()); //测试1：边收边发。
//测试2：按字符串进行收发，具体波形见下图2.
uGetStr();
SendStr(buf);
/*
以下程序段是 STC的官方例程。
完成接收一个字符后，由Tx再次转发出去的动作。
当没有数据输入时，也不会有数据输出。
数据的输出最少比输入要晚一个字节。
*/
/*
if (bReceiveCompleted) //如果数据接收完成
{
buf[pRx] = nReceivedData; //将已接收的字符存入缓冲区中。
pRx++; //接收指针指向下一个字符位置。
pRx &= CYCLEMASK; //修订为按缓冲区长度循环的指针。
bReceiveCompleted = 0; //可以再次接收下一个字符了。
}
if (bTransmitCompleted) //如果数据发送完成
{
if (pTx != pRx) //只有在接收指针的位置和发送指针的位置不同时，才开始发送。
{
nDataToSend = buf[pTx];
pTx++;
pTx &= CYCLEMASK;
bTransmitCompleted = 0;
bIsTransmitting = 1;
}
}
*/
}
}
// 定时器 0 中断，用于接收和发送字符
void Timer0ISR(void) interrupt 1 using 1
{
//数据接收过程
if (bIsReceiving) //如果正在接收过程中，则完成以下动作。
{
nReceiveCount--; //接收中断计数器值减1
if (nReceiveCount == 0) //如果接收中断计数器值为0，则开始判定输入数据。
{
nReceiveCount = 3; //重置接收中断计数器的值为3。每发生3次中断，接收1位数据。
nRxBitCount--; //当前要接收的数据剩余位计数器减1。说明接收完次数据后，还需要接收多少位。
if (nRxBitCount == 0) //如果剩余位计数器为0，说明当前数据已经接收完成。
{
nReceivedData = nTmpRcvData; //保存所接收的数据到nReceivedData中。
bIsReceiving = 0; //停止继续接收。(下一个数据要重新开始对齐起始位)
bReceiveCompleted = 1; //数据接收完成标志置1。
}
else //如果还有数据要接收
{
nTmpRcvData >>= 1; //当前接收的临时数据右移一位，最高位自动补0。
if (RXB) nTmpRcvData |= 0x80; //如果当前输入位是1(RXB=1)，则将临时数据的最高位修改为1。
}
}
}
else if (!RXB) //如果不是当前数据的接收过程，但是出现 RXB=0，则表明是数据的起始位，新的输入开始。
{
bIsReceiving = 1; //设置标志，表明开始新的数据接收过程
nReceiveCount = 4; //因为停止位已经做了响应，后续的判断点设置在3次判定点的中间，
//因此在接受到起始位以后，需要4次中断才开始下一个数据判定。
nRxBitCount = 9; //剩余未接收的数据位数(8个数据位 + 0个校验位 + 1个停止位，共9位)
//****注意：没有编写2个停止位的程序。
}
//数据的发送过程：每次中断均可发生。因此数据的发送和接收几乎是同时进行。
//在main()例程中，数据的发送是等待缓冲区中至少一个数据接收完成后，才开始发送动作，因此延迟一个字符的时间。
//如果不考虑判定一个完整字符，可以同步进行接收和发送的动作(直接转发，不解释，也不判定)，延迟时间是以上指令的执行时间。
nTransmitCount--; //发送中断计数器减1
if (nTransmitCount == 0) //如果发送中断计数器为0，则开始发送动作。
{
nTransmitCount = 3; //重设发送中断计数器的初值，每3次做一个发送动作。
if (bIsTransmitting) //如果当前字符尚未发送完成，正在发送过程中
{
if (nTxBitCount == 0) //如果尚未发送的位计数值是0，说明当前数据还未开始发送(此变量的含义跟接收过程的剩余位计数器意义不同)。
{
TXB = 0; //发送起始位
nTmpTxData = nDataToSend; //加在要发送的数据(把 nDataToSend 存放到 nTmpTxData 中，实际发送的是 nTmpTxData。)
#ifdef STOP1BIT
nTxBitCount = 9; //初始化剩余位计数器(这里是8个数据位 + 0个奇偶校验位 + 1 个停止位)
#endif
#ifdef STOP2BITS
nTxBitCount = 10; //初始化剩余位计数器(这里是8个数据位 + 0个奇偶校验位 + 2 个停止位)
#endif
}
else //如果剩余位计数值不等于0，说明已经有数据在发送中
{
tData = (nTmpTxData & 0x1); //****注意：此处做了修改，防止CY被后续程序改变而出错。获取要发送数据的最低位
nTmpTxData >>= 1; //数据右移到 CY 中，最高位自动补 0。
//这里要用到特殊位CY，最好查看汇编后的程序，否则可能出错。增加位变量 tData后则无此影响。
nTxBitCount--; //剩余位计数器值减1。
#ifdef STOP1BIT
if (nTxBitCount == 0) //如果已经发送完成
{
TXB = 1; //发送1位停止位。如果是2位停止位，还需要一次。如果是1.5位停止位，如何做？
bIsTransmitting = 0; //表示当前数据的所有位发送完成
bTransmitCompleted = 1; //表示整个字符的传送完成，设置标志为1。
}
#endif
#ifdef STOP2BITS
if (nTxBitCount < 2 ) //这个操作是否会影响到 CY的值？
{
TXB = 1; //发送停止位。如果是2位停止位，还需要一次。如果是1.5位停止位，如何做？
if (nTxBitCount == 0) //如果已经发送完成
{
bIsTransmitting = 0; //表示当前数据的所有位发送完成
bTransmitCompleted = 1; //表示整个字符的传送完成，设置标志为1。
}
}
#endif
else //剩余位计数器不为0，还需要继续发送数据。
{
//TXB = CY; //TX的数据来自 CY 寄存器，是循环右移指令的结果。
TXB = tData; //改用标准数据
}
}
}
}
}
//定时器0初始化，用于虚拟串口初始化
void UartInit(void)
{
TMOD = 0x00; //Timer0设置为16位自动重载模式。
AUXR = 0x80; //Timer0工作在1T模式
TL0 = BAUD; //Timer0重载值的低8位
TH0 = BAUD>>8; //Timer0重载值得高8位
TR0 = 1; //tiemr0启动
ET0 = 1; //允许Timer0中断
PT0 = 1; //Timer0中断优先级为高
EA = 1; //总中断开关开启
}
其中 STC15F204EA的主频设置为 22.1184MHz,通讯波特率为 57600，8 位数据位，使用 1 或 2 位停止位，无校验的方式，可以顺利通讯。
