51单片机——串口通信（发送和接受数据）

c_up 2023-08-20 原文

一、实现的功能

通过串口（UART）让单片机与计算机进行通信。51单片机发送数据，计算机通过串行口接收数据；或者由计算机发送数据，单片机接收数据。

二、串口通信

发送数据的过程是：先把要传的数据写入发送缓冲区SBUF，以一定的波特率，通过发送数据源串口TXD，把数据发送出去。接收数据的过程是：数据通过RXD，以一定的波特率，写入接收缓冲区SBUF。

单片机不管是发送数据还是接收数据，首先都应该对串口进行初始化。初始化包括串口控制寄存器SCON、电源及波特率选择寄存器PCON、辅助寄存器AUXR的赋值，波特率的确定，中断是否开放。

2.1单片机发送数据

2.1.1串口初始化

51单片机默认的是12分频，所以不用配置AUXR寄存器，高级的单片机要调分频系数的时候，可能会用到AUXR寄存器。

①：SCON、PCON的配置。SCON：用于设定串行口的工作方式，这里选择方式1（SM0=0，SM1=1）10位UART（8位数据，1位起始位，1位停止位），波特率可变。REN是允许串行接收控制位，这里是发送，所以不需要置1。SCON=0x40。

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。

PCON：令SMOD=0，其他位不变。PCON&=0x7f。

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。

②波特率的确定。用8位自动重装（方式2）定时器T1的溢出率来产生波特率。例如：波特率为9600，T1初始值怎么算？首先，算出溢出频率=波特率x16x2=0.3072Mhz，从而得到T1溢出一次的时间=1÷溢出频率 =3.2552us；假设晶振为12Mhz，那么计数一次的时间=1/(12M)x12=1us，所以计数次数=溢出一次的时间÷计数一次的时间=3.2552。发现计数次数不是整数，这是因为晶振频率为12Mhz，存在误差，如果晶振频率为11.0592Mhz，就没有误差，初始值就是2^8-3=253，化成16进制就是0xfd，所以初始值TH1=0xfd，重装值TL1=0xfd。TMOD&=0x0f，TMOD|=0x20。打开T1，TR1=1。
③中断的开放。因为是用T1的溢出得到波特率，所以要禁止T1中断。ET1=0。

2.1.2串口发送程序

#include <REGX52.H>
void UartInit()		//9600bps@11.0592MHz
{
	PCON &= 0x7F;		//波特率不倍速
	SCON = 0x40;		//8位数据,可变波特率
	TMOD &= 0x0F;		//清除定时器1模式位
	TMOD |= 0x20;		//设定定时器1为8位自动重装方式
	TL1 = 0xFD;			//设定定时初值
	TH1 = 0xFD;			//设定定时器重装值		
	TR1 = 1;			//启动定时器1
	ET1 = 0;        	//禁止定时器1中断  
}
void Uartsend(unsigned char byte)//发送
{
	SBUF=byte;//把数据写入发送缓冲区SBUF
	//数据发送完成的标志是TI=1；所以等待数据传送完
	while(TI==0);
	TI=0;//软件清零
}

int main()
{
	UartInit();
    Uartsend('a');
	while(1)
	{
		
	}
}

2.1.3发送效果

在程序中，单片机发送字符'a'（ascll值=61），其实发送的是字符'a'的ascll值0x61，计算机接收的也是ascll值。计算机以hex模式显示就是61；以文本模式（字符模式）显示就是字符'a'。

2.2单片机接收数据

2.2.1串口初始化

接收数据初始化和发送时的串口初始化有2个改动的地方。

①SCON寄存器的REN=1。REN是允许串口接收数据位，接收数据时要置1。SCON=0x50。
②串口中断的开放。接收数据是被动接收，不知道计算机什么时候发送数据过来，要把接收的数据写入SBUF，要使用中断函数。EA=1，ES=1。

2.2.2接收数据程序

为了方便知道接收的数据是什么，把接收的数据再发送给计算机。

#include <REGX52.H>
void UartInit()		//9600bps@11.0592MHz
{
	PCON &= 0x7F;		//波特率不倍速
	SCON = 0x50;		//8位数据,可变波特率
	TMOD &= 0x0F;		//清除定时器1模式位
	TMOD |= 0x20;		//设定定时器1为8位自动重装方式
	TL1 = 0xFD;			//设定定时初值
	TH1 = 0xFD;			//设定定时器重装值		
	TR1 = 1;			//启动定时器1
	ET1 = 0;        	//禁止定时器1中断
	EA=1;				//开放总中断 
	ES=1;				//开放串口中断
}
void Uartsend(unsigned char byte)//发送
{
	SBUF=byte;//把数据写入发送缓冲区SBUF
	//数据发送完成的标志是TI=1；所以等待数据传送完
	while(TI==0);
	TI=0;//软件清零
}
void UART_ISR() interrupt 4//串口中断函数
{
	if(RI==1)//接收中断
	{
		Uartsend(SBUF);//把接收的数据发送到计算机
		RI=0;//软件清零
	}
}
int main()
{
	UartInit();
	while(1)
	{
		
	}
}

2.2.3接收效果

可见不管是以字符的形式发送，还是直接发送字符的ASCLL码值，发送的数据都是一样的。

mdash 单片 xff0c xff xff0 51单片机单片机

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