51单片机采用中断进行串口通信

51单片机采用中断方式的串口通信过程及程序分析：

所谓中断方式，就是串口收/发标志位出发中断后，在中断中执行既定操作，可通过函数调用来实现。

接收数据时: 等待中断->然后在中断中接收数据

发送数据时: 发送数据->等待中断->然后在中断中发送数据

具体步骤如下：

• 确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）；
• 计算T1的初值，装载TH1、TL1；
• 启动T1（编程TCON中的TR1位）；
• 确定串行口控制（编程SCON寄存器）；
• 串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）。

注：SCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：

有关波特率的计算方法：

在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有约定。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率来决定。

串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波特率计算公式也不相同。

• 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）

当T1作为波特率发生器时，最典型的用法是使T1工作在自动再装入的8位定时器方式（即方式2，且TCON的TR1=1，以启动定时器）。这时溢出率取决于TH1中的计数值。

• T1 溢出率 = fosc /{12×[256 －（TH1）]}

注：PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关， SMOD（PCON.7） 波特率倍增位。在串行口方式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。
在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz和11.0592MHz。所以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。

80C51串行口的工作方式1：

方式1是10位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中1位起始位，8位数据位，1位停止位。

• (1) 方式1输出
• (2) 方式1输入

用软件置REN为1时，接收器以所选择波特率的16倍速率采样RXD引脚电平，检测到RXD引脚输入电平发生负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位。当RI=0，且SM2=0（或接收到的停止位为1）时，将接收到的9位数据的前8位数据装入接收SBUF，第9位（停止位）进入RB8，并置RI=1，向CPU请求中断。

定时/计数器的结构与原理

定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。

加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来；一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。

可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。

设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，振荡周期也叫时钟周期，时钟周期即晶振的单位时间发出的脉冲数，如12MHZ=12×10的6次方，即每秒发出12000000个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，即1/12微秒；如11.0592MHZ=11.0592×10的6次方，即每秒发出11059200个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，即1/11.0592微秒）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。

定时/计数器的控制

80C51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断申请。

• 工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：

M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式，由M1M0进行设置：

控制寄存器TCON

TCON的高4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下：

• TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。
• TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。
• TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。
• TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。

定时器1的工作方式2

方式2为自动重装初值的8位计数方式。

计数个数与计数初值的关系为：X = 2^8 - N

其中：X为要装的初值 N为要定时/记数的次数。

注：工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。所以在进行串口通信时一般选用定时器1工作在方式2 这种经典模式。

程序：

/*51单片机采用中断方式的串口通信程序分析：
接收数据时 等待中断->然后在中断中接收数据
发送数据时 发送数据->等待中断->然后在中断中发送数据
具体步骤如下：
确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）；
计算T1的初值，装载TH1、TL1；
启动T1（编程TCON中的TR1位）；
确定串行口控制（编程SCON寄存器）；
串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）。
*/

#include 
#define uchar unsigned char

uchar Temp,RIflag,TIflag;

//串口初始化函数

void serialportinit() {

    TMOD=0x20;//设置定时器1为工作方式2 8位自动重装载 作用是产生波特率
    TH1=0xfd;//设置波特率位9600bps
    TL1=0xfd;
    TR1=1;//开启定时器1

    //设置串口工作在方式1
    //方式1： 8位异步收发 波特率可变(由定时器控制) 收发一帧的数据为10位 一个起始位（0）8个数据位 1个停止位(1)
    //先发送或接收最低位
    SCON=0x50;//等价于 SM0=0; SM1=1; REN=1;

    //SM0=0;
    //SM1=1;
    //REN=1;//允许串行接收位 允许串行口接收数据
    PCON=0x00;//SMOD=0 波特率不加倍

    EA=1;//开总中断
    ES=1;//开串口中断  注意：如果使用查询方式进行串口通信时，要把串口中断ES关闭、
}



//定义数据发送函数
void sentTemp() {

    SBUF=Temp;//把Temp接收的数据再发送到发送缓冲器SBUF中

    //注意：51单片机内部有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器) 两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器 字节地址（99H?
    while(!TI);//等待从机向主机发送数据完成
    TI=0;//若发送完成 把发送中断标志位软件清0 因为TI必须由软件清零
}

void main() {
 serialportinit();

 while(1) {

    if(RIflag==1) {
            ES=0;//关串口中断
            RIflag=0;//接收标志位清0
            sentTemp();//调用数据发送函数
            ES=1;//开串口中断
        }
    }
}

//串口中断服务函数
void serialportint() interrupt 4 { //串口中断函数

  if(RI) {
        RI=0;//接收中断标志位RI必须由软件清0
        Temp=SBUF;//把接收缓冲器中收到的数据赋值给led
        P1=Temp;//通过开发板监测是否接收到主机发送的数据
        RIflag=1;//接收标志位置1 表示从机接收收据完成
    }
}

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