51单片机串口通信

实现功能

当串口助手发送数据给单片机，单片机原封不动转发给串口助手显示。

单片机型号：STC89C52

串口通信介绍

1、51单片机串口通信简介

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，属于串行通信方式。串口是一种接口 标准，它规定了接口的电气标准，没有规定接口插件电缆以及使用的协议。

2、串口控制寄存器 SCON

51串口编码格式及Python转换 51串口通信_嵌入式硬件

SM0 和 SM1 为工作方式选择位：

主要采用方式 1

51串口编码格式及Python转换 51串口通信_51单片机_02

SM2：多机通信控制位，主要用于方式 2 和方式 3。当 SM2=1 时可以利用收到 的 RB8 来控制是否激活 RI（RB8＝0 时不激活 RI，收到的信息丢弃；RB8＝1 时收 到的数据进入 SBUF，并激活 RI，进而在中断服务中将数据从 SBUF 读走）。当 SM2=0 时，不论收到的 RB8 为 0 和 1，均可以使收到的数据进入 SBUF，并激活 RI （即此时 RB8 不具有控制 RI 激活的功能）。通过控制 SM2，可以实现多机通信。

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

TB8：在方式 2 或方式 3 中，是发送数据的第 9 位，可以用软件规定其作用。 可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧/数据帧的标志位。 在方式 0 和方式 1 中，该位未用到。

RB8：在方式 2 或方式 3 中，是接收到数据的第 9 位，作为奇偶校验位或地 址帧/数据帧的标志位。在方式 1 时，若 SM2=0，则 RB8 是接收到的停止位。

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，串行发送停止位的开始时，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。

3、电源控制寄存器 PCON

51串口编码格式及Python转换 51串口通信_51单片机_03

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。

4、波特率的计算

方式 0 的波特率 = fosc/12

方式 2 的波特率 =（2SMOD/64）· fosc

方式 1 的波特率 =（2SMOD/32）·（T1 溢出率）

方式 3 的波特率 =（2SMOD/32）·（T1 溢出率）

其中 T1 溢出率 = fosc /{12×[256 －（TH1）]}

硬件原理

51串口编码格式及Python转换 51串口通信_51串口编码格式及Python转换_04

上图中右边的 TXD 和 RXD 为单片机 IO 口，TXD 对应的是 P3.1 管脚，RXD 对应的是 P3.0 管脚。

RXD 端为接收端，接收的数据会进入移位寄存器。接受控制器在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，执行中断程序。 在中断服务程序中，必须用软件将其清 0，取消此中断申请。在中断程序中将数据送入接收缓冲器 SBUF 中。

TXD 端为发送端，需要发送的数据会存储在 SBUF 中，发送控制器在串行发送停止位的开始时，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。在中断程序中将数据从 SBUF 送到 TXD 端口发出。

软件编写

串口初始化步骤：

  • 确定 T1 的工作方式（TMOD 寄存器）；
  • 确定串口工作方式（SCON 寄存器）；
  • 计算 T1 的初值（设定波特率），装载 TH1、TL1；
  • 启动 T1（TCON 中的 TR1 位）；
  • 如果使用中断，需开启串口中断控制位（IE 寄存器）。

例如：设置串口为工作方式 1、波特率为 9600、波特率加倍、使用中断。其 配置程序如下：

#include <REGX52.H>

void Uart_Init(unsigned char baud)   //串口初始化
{
	TMOD|=0x20;   //设置计时器工作方式 2
	SCON=0x50;    //设置为工作方式 1
	PCON=0x80;    //波特率加倍
	TH1=baud;     //计数器初始值设置
	TL1=baud; 
	ES=1;         //打开接收中断
	EA=1;         //打开总中断
	TR1=1;        //打开计数器
}

 
void Uart() interrupt 4   //串口通信中断函数
{
	unsigned char Data;
	
	RI=0;          //清除接受中断标志位
	Data=SBUF;     //存储接收到的数据
	SBUF=Data;     //将接收到的数据放入到发送寄存器
	
	while(!TI);    //等待发送数据完成
	TI=0;          //清除发送完成标志位
}

void main()
{
	Uart_Init(0xFA);   //波特率为 9600
	while(1)
	{
		
	}	
}