2021年09月01日 | 51单片机—串口通信

. 串行通讯与并行通信

数字信号是八位二进制数，可以使用信号线传输，一种方案是使用一条数据线按照次序一位一位的传送，每传送完8位为一个字节，这就是串行通信。还有一种方法是使用八条数据线同时传送8个位的数据，一次传送一个字节，这就是并行通信。

俩种通信方式图示如下:

并行通信

特点为传输速度快，控制简单，但远距离传输时成本较高且接收方同时接收各位比较难

串行通信

特点为传输线少，远距离传输时成本低，但数据传输比并行通信复杂

同步通信与异步通信

串行通信分为同步通信与异步通信

1.同步通信

顾名思义，同步通信就是对发送方和接收方的时钟实行直接控制，使双方的数据传输达到完全同步。数据以位的形式连续发送，且传送的字符之间不留间隙，即保持位同步和字符同步。双方的同步可以通过外同步和自同步俩种方式实现。

（前者为外同步，后者为自同步）

2.异步通信

和同步通信不同，异步通信的发送方和接收方使用各自的时钟控制数据的发射接收。异步通信是一种很常见的通讯方式，其发送端可以在任意时候发送字符，但与同步通信不同的是异步通信是以帧的形式发送数据的(异步通信中一个帧数据有十位:分别是一个起始位、八个数据位、一个停止位)

这样理解俩种通信方式：下课了，二狗喊铁蛋一起吃饭。同步通信就是：如果铁蛋听到了二狗叫他就马上和他去吃饭，如果一次没听到二狗就继续喊，直到铁蛋听到他的话并且和他去吃饭为止。异步通信就是：二狗喊了铁蛋一声然后就自己去吃饭了，铁蛋收到消息后可能立即去吃饭，也可能等一会去吃饭。（读者自行脑补hhh*.*）

图示如下:

- 实现51单片机串口通信的知识储备

目的：用异步通信实现单片机与计算机之间的数据交流

1.波特率

波特率可以衡量数字信号传输的速率，其大小为每秒传输二进制数的位数，单位为：bps。比如：每秒传输300帧数据，一帧数据是十个二进制数，则传输速率就是300x10=3000(bps)。单片机和计算机的传输速率要一致。

2.波特率的设置

计算机的波特率可以在界面上直接调整，那单片机的波特率要怎么设置呢？

我们一般是把T1(定时中断1)作为波特率的发生器，而且利用的是T1的工作方式2。

此时波特率的计算公式为:

解释一下公式内容:

一.SMOD

SMOD属于PCON寄存器，不可位寻址，大家可以把其理解为波特率加倍标志，置0的时候不加倍，置1的时候波特率加倍。

二. fosc

fosc就是单片机的晶振频率，一般是11.0529MHz(还有一种情况是12MHz，但其误差相对较大，一般不予采用)1M=1000,000

三.（256-T初）

T1的工作方式2是八位数据自动装填(八位二进制数的范围是0~255，共256个数)，初始值在开始时装入TH1和TL1，工作时只有TH1计数，当TH1溢出时把TL1中的初始值重新赋值给TH1，这样就实现了自动装填。

(256-T初)代表着每次定时器计数的次数。

3.如何设置波特率(假如设置波特率为9600bps)

首先-设置定时器T1的工作方式：编辑TMOD寄存器为TMOD=0X20；使定时器T1处于工作方式2；

然后-计算T1的初始值并装载TH1和TL1，波特率为9600bps时TH1=0XFD、TL1=0XFD；

最后-启动T1：编辑TCON寄存器中的TR1，使TR1=1(打开T1定时器)。通过设置PCON寄存器PCON=0X00设置SMOD=0。

4.如何确定串行口控制

通过编辑SCON寄存器控制串行口

其实主要是控制串行口的工作方式:SM0=0、SM1=1，和打开串行口的允许接收位:REN=1。

5.打开中断

打开总中断和串口通信中断:EA=1、ES=1。

6.SBUF寄存器

前面讲了一大堆铺垫，相信大家都有一个疑问:单片机是怎么发送数据呢？它又是如何接收数据呢？ 如果要细讲这其中的传输原理，那会是复杂难懂的，好在单片机的内部硬件自带发送和接收数据的功能，它是通过SBUF寄存器实现的。

SBUF寄存器有俩个，一个是发送寄存器，另一个是接收寄存器（名字都一样），但在逻辑上SBUF只有一个（地址都为99H），物理结构上，这是俩个完全独立的寄存器。如果CPU写SBUF，数据就会被送入发送寄存器准备发送；如果CPU读SBUF，则读入的数据一定来自接收寄存器。

简单来讲：a=SBUF，代表单片机从计算机接收到了数据（接收到的数据自动存在接收寄存器SBUF中）并且从接收寄存器SBUF读取数据并赋给a。SBUF=a，代表单片机要给计算机发送a数据，只需将a赋给发送寄存器SBUF就行，发送寄存器SBUF会自动给计算机发送SBUF中的数据。

下面是其工作图：

（RXD是接收引脚，

（RXD是接收引脚，TXD是发送引脚）

7.TI与RI

TI和RI都在SCON寄存器中。

TI是发送中断标志位，当数据发送完成后，TI由硬件置1，TI置1后向CPU提出中断申请，进入中断函数后需要软件置0(TI=0;)

RI是接收中断标志位，当数据接收完成后，RI由硬件置1，RI置1后向CPU提出中断申请，进入中断函数后需要软件置0(RI=0;)

8.串口中断

串口中断函数是

void (函数名无所谓) interrupt 4

{

中断程序;

}

一旦TI或者RI为1就执行中断函数，并且需要在中断函数中将TI、RI重新置0。

- 话不多说，上代码！

#include"reg52.h"

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar num;

void init()  //初始化函数

{

TMOD=0x20;//设置定时器1的工作方式2---8位自动装填

TH1=0xfd;//设置初始值:使比特率为9600bps

TL1=0xfd;

PCON=0x00;//SMOD=0，不加倍

TR1=1;//打开定时器中断开关

REN=1;//打开允许串行接收位

SM0=0;//设置串行口通讯方式为方式1

SM1=1;

EA=1; //打开总中断

ES=1; //打开串口通讯中断

}

void hhh() interrupt 4 //中断函数

{

num=SBUF; //从计算机接收数据，赋给num

RI=0;  //数据接收完毕后将RI软件置0

SBUF=num;//向计算机发送数据num

while(!TI); //TI=0时陷入死循环，直至数据发送完毕

TI=0; //数据发送完毕后软件将TI置0

}

void main()//主函数就这么简单

{

init();

while(1)；

}

接下来的事情就交给串口调试助手了