第七章、stc89c52中的串行口通信

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1、串行口（serial）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。

STC89C52系列单片机内部集成有一个功能很强的全双工串行通信口UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器），与传统8051单片机的串口完全兼容。设有2个互相独立的接收、发送缓冲器，可以同时发送和接收数据。发送缓冲器只能写入而不能读出，接收缓冲器只能读出而不能写入，，因而两个缓冲器可以共用一一个地址码(99H)。两个缓冲器统称串行通信特殊功能寄存器SBUF。

管脚：STC89C52系列单片机串行口对应的硬件部分对应的管脚是P3.0/RxD和P3.1/TxD。
串口通信优点：STC89C52系列单片机的串行通信口，除用于数据通信外，还可方便地构成一一个或多个并行I/O口，或作串一并转换，或用于扩展串行外设等。·

STC89C52中UART的四种工作模式

串行通信设有4种工作方式，其中两种方式的波特率是可变的，另两种是固定的，以供不同应用场合选用。波特率由内部定时器/计数器产生，用软件设置不同的波特率和选择不同的工作方式。主机可通过查询或中断方式对接收/发送进行程序处理，使用十分灵活。

模式0：同步移位寄存器
模式1：8位UART，波特率可变（常用）
模式2：9位UART，波特率固定
模式3：9位UART，波特率可变

第七章、stc89c52中的串行口通信

串口硬件电路

第七章、stc89c52中的串行口通信

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

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）

常用通信接口比较

第七章、stc89c52中的串行口通信

通信中常用术语

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（如上图中的SCL，SCLK）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）

串口模式图

第七章、stc89c52中的串行口通信

串口和中断系统

第七章、stc89c52中的串行口通信

2、串行口相关寄存器

第七章、stc89c52中的串行口通信

SCON （Serial Control）串行口控制

第七章、stc89c52中的串行口通信

PCON（power control）电源控制

第七章、stc89c52中的串行口通信

IE（interrupt enable）中断使能

第七章、stc89c52中的串行口通信

TMOD 定时器模式选择

使用的是定时器1，8位自动装载定时器

TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x20; //设置定时器模式

TL1 = 0xF3; // 设定定时初值
TH1 = 0xF3; //设定定时器重装值

第七章、stc89c52中的串行口通信

TCON 定时器控制寄存器

第七章、stc89c52中的串行口通信

3、串口实践——串口向电脑发送数据

实现功能：单片机每隔一秒给电脑发送一个递增的字节数据

串口初始化函数：

#include <REGX52.H>
/**
  * @brief  串口初始化，4800bps@12.000MHz
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void UART_Init()   // 4800 bps @12.000MHZ
{
	// 第一步、串口寄存器配置
	SCON = 0x50;  //  0101 0000  01表示方式一， 1表示REN 接收使能
	PCON = 0x80;   // 1000 0000  设置SMOD=1 ，即波特率加倍
	
	//第二步、 定时器1 的配置
	TMOD &= 0x0F;
	TMOD |= 0x20;  // 设置定时器1 为8位自动重载模式
	 // 初始值根据设定的波特率进行赋值
	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	
}

/**
  * @brief  串口发送一个字节数据
  * @param  Byte 要发送的一个字节数据
  * @retval 无
  */ 
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
	SBUF = Byte;
	while(TI == 0);
	TI = 0;
}

主函数：

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"

unsigned char Sec;

void main()
{
	UART_Init();			//串口初始化
	while(1)
	{
		UART_SendByte(Sec);	//串口发送一个字节
		Sec++;				//Sec自增
		Delay(1000);		//延时1秒
	}
}

4、串口实践——电脑通过串口向单片机发送数据

实现功能：电脑向单片机发送字节数据，控制LED灯的亮灭，此时需要用到中断

串口初始化函数：

#include <REGX52.H>
/**
  * @brief  串口初始化，4800bps@12.000MHz
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void UART_Init()   // 4800 bps @12.000MHZ
{
	// 第一步、串口寄存器配置
	SCON = 0x50;  //  0101 0000  01表示方式一， 1表示REN 接收使能
	PCON = 0x80;   // 1000 0000  设置SMOD=1 ，即波特率加倍
	
	//第二步、 定时器1 的配置
	TMOD &= 0x0F;
	TMOD |= 0x20;  // 设置定时器1 为8位自动重载模式
	 // 初始值根据设定的波特率进行赋值
	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	
	
	/*为什么要用中断？检测电脑是否发送数据，一定发送数据则
	触发中断 */
	// 第三步、中断的配置
	ES = 1;     // 串行口中断允许位
	EA = 1;     // 中断系统总开关
	
}

主函数：

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"

void main()
{
	UART_Init();			//串口初始化
	while(1)
	{
		
	}
}

void UART_Routine() interrupt 4
{
	if(RI==1)   // 接受完成时触发中断，因为发送也会触发中断
	{
		P2 = SBUF;
		RI = 0；
	}
}