STC单片机串口收发学习总结
STC单片机串口收发学习总结
- 1字符串输出到串口
- 2LED闪烁
- 3LED流水灯
- 4定时器
- 5中断
- 6定时与中断应用示例
- 7数码管
- 8串口
- 9RS232接口
1字符串输出到串口
////////////////////////////////////////////////////////
//单片机串口发送字符
////////////////////////////////////////////////////////
#include<reg51.h> //51单片机头文件（单片机寄存器解释文件）
#include<stdio.h> //输入输出函数头文件
void main(void) //主函数
{ TI=1; //串口发送标志
while(1) //主循环
{
printf("HELLO C!\r\n");//字符串输出到串口
}
}
2LED闪烁
#include<reg51.h>
sbit LED=P3^7; //定义特殊功能寄存器P3^7为LED
void main(void)
{
unsigned int i; //定义无符号16位数i
while(1)
{
for(i=0;i<52000;i++) //for循环，用于延时
LED=~LED; //LED取反操作
}
}
3LED流水灯
#include<reg51.h>
void delay()//延时函数
{
unsigned int i;
for(i=0;i<52000;i++);
}
void main()
{
unsigned char i;
while(1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
P0=0x01<<i;//从右往左
P0=0x80>>i;//从左往右
delay();//调用延时函数
}
}
}
4定时器
#include<reg51.h>
sbit POUT=P1^0;
void main(void)
{
TMOD=0x01; //设置工作方式
TH0=0xfc; //装初值
TL0=0x18;
TR0=1; //开定时器0
while(1)
{
if(TF0==1) //判断是否溢出
{
TF0=0; //清除溢出标志
TH0=0xfc;//重新装入初值
TL0=0x18;
POUT=!POUT;
}
}
}
- 1.定时器/计数器原理框图
- 51单片机通常有两个16位寄存器/计数器（T0&T1）。
- 每来一个脉冲，计数器+1。16位计数器技术范围为0000-FFFF。
- 当输入脉冲通过单片机引脚输入，实现计数器功能。 当外部输入脉冲间隔确定时，计数器便可当定时器使用。
- 加满后会产生溢出，并且清零。
- 16位计数器是由THx和TLx两个八位寄存器组成的加1计数器。
- C/T ̅=1时为技术功能，被计数脉冲由Tx引脚输入。
- C/T ̅=0时为定时功能，输入脉冲由振荡器（晶振）的12分频提供。
- 如：12M晶振，提供1MHz脉冲，周期1us。
- 脉冲和定时器间有控制端（）。“1”启动，计数器运行；“0”停止，计数器停止。
- 单片机通过读取定时器溢出标志（TFx），判断定时器工作状态。
- 工作步骤：1、设置工作模式（定时器/计数器）；2、计算并装入初值；3、启动运行；4、等待溢出。
2. 定时器相关寄存器
- 单片机中所有的控制和标志都是通过对特定寄存器的读写来实现的。（开关操作：写；TFx状态：读）
- 定时器工作方式寄存器TMOD（低四位T0/高四位T1）:
（1）GATE：门控位
0：以TRx来启动定时器/计数器运行。（一般置零 ）
1：以外部中断和TRx来启动定时器/计数器运行。
（2）C/T ̅：计数器模式/定时器模式选择位
0：定时器模式。
1：计数器模式。
（3）M1&M0：工作方式选择位
M1M0=00（方式0）：13位定时器/计数器。
M1M0=01（方式1）：16位定时器/计数器。（计数范围大，常用。）
M1M0=10（方式2）：8位常数自动重新装载。（自动重装：溢出清零后自动写入初值，用于串口的波特率发生器。）
M1M0=11（方式3）：T0分为两个8位计数器，T1停止计数。（少用） - 控制寄存器TCON（高四位）:
（1）TF1/TF0：计数溢出标志位。
定时器T0或T1计数溢出时，由硬件自动将此位置置“1”；
TFx可以由程序查询，也是定时中断的请求源。
（2）TR1/TR0：计数运行控制位。
TRx=1：启动定时器/计数器。
TRx=0：停止定时器/计数器。
3. 定时器/计数器原理框图- 要求：采用定时器0，方式1，实现1ms定时，每隔1ms，P10取反一次，晶振为12MHz（12×〖10〗(-6)）。
- 编程：
1、确定工作方式，TMOD设置为0001H。
2、计算初值：（216-x）×（12×〖10〗(-6)÷12）=1×〖10〗^(-3) s，初值x，计数范围2^16。
可求得：x=65536-1000=64536，化为16进制为FC18，即：TH0=FCH,TL0=18H。
3、根据需要设置中断。
4、TR0置位，启动定时/技术器。
5、反复查询TF0是否为1，判断是否完成定时。
6、如果定时完成，清除TF0标志，重新装入初值，进行下一轮定时。
5中断
（查询方式执行）在定时器程序中，当TR0=1时，定时器打开，定时器开始工作，计数器开始+1，但CPU并不知道什么时候定时器溢出。CPU通过不断反复查询TF0状态，判断是否溢出。
响应时间与查询次数之间存在矛盾：响应时间短——查询次数多。
解决办法：中断系统。
- 中断的产生：使用哪个中断就打开相应中断开关和总开关。
中断源：定时中断2个（定时器溢出TF0/TF1）、外部中断2个（TCON低四位：IE0/IE1）、串行中断1个（串口通信部分）。
中断允许开关：EA—中断总开关；ES—串行中断允许开关；ET1—定时1中断允许开关；EX1—外部1中断允许开关。 - 中断的响应：
（中断的方式执行）①设定工作模式、设初值、打开定时器（与查询方式相同）；②打开中断总开关、开定时0中断；③不需要反复查询，CPU可以做自己想做的（没事干就while（1））；④发生溢出时（产生中断源），程序会自动跳入中断服务子程序void time a () interrupt b：其中，a—0定时器0，a—1定时器1；b—1定时器0，b—0外部中断0，b—2外部中断1, b—3定时器1, b—4串行中断。 - 好处：避免响应时间与查询次数之间的矛盾，提升程序工作效率；中断方式TF0不需要软件置零，硬件产生完中断后会自动将其置零。
#include<reg51.h>
sbit POUT=P1^0;
void main(void)
{
TMOD=0x01; //设置工作方式
TH0=0xfc; //装初值
TL0=0x18;
TR0=1; //开定时器0
EA=1; //开中断总开关
ET0=1; //开定时0中断
while(1);
}
void time0() interrupt 1 //定时器1的中断服务函数
{
TH0=0xfc;//重新装入初值
TL0=0x18;
POUT=!POUT;
}
6定时与中断应用示例
/***********************************************************
*程序功能：查询方式，定时器工作于方式1，每隔一秒发光二极管闪烁一次。（晶振11.0592M）
***********************************************************/
#include<reg51.h>
#define uint unsigned int
uint pp;
sbit POUT=P1^0;
void main(void)
{
TMOD=0x01; //设置工作方式，定时器0，工作模式1（M1=0，M0=1）
TH0=0xff; //装初值，定时设置为100us，定时10000次。
TL0=0xa4; //对于晶振为11.0592M晶振的单片机最大定时时长只有几十毫秒
TR0=1; //开定时器0
while(1)
{
if(TF0==1) //单片机反复查询定时器0的溢出标志位TF0
{
TF0=0;
pp++; //每定时一次PP+1
TH0=0xff;//重新装入初值
TL0=0xa4;
}
if(pp==10000)
{
POUT=~POUT;
pp=0;
}
}
}
/***********************************************************
*程序功能：中断方式，定时器工作于方式1，每隔一秒发光二极管闪烁一次。（晶振11.0592M）
***********************************************************/
#include<reg51.h>
#define uint unsigned int
uint pp;
sbit POUT=P1^0;
void main(void)
{
TMOD=0x01; //设置工作方式，定时器0，工作模式1（M1=0，M0=1）
TH0=0xff; //装初值，定时设置为100us，定时10000次。
TL0=0xa4; //对于晶振为11.0592M晶振的单片机最大定时时长只有几十毫秒
TR0=1; //开定时器0
EA=1; //开总中断
ET0=1; //开定时器0中断
while(1)
{
if(pp==10000)
{
POUT=~POUT;
pp=0;
}
}
}
void time0() interrupt 1
{
pp++; //每定时一次PP+1
TH0=0xff;//重新装入初值
TL0=0xa4;
}
/***********************************************************
*程序功能：外部中断方式，定时器工作于方式1，每隔一秒发光二极管闪烁一次。（晶振11.0592M）
***********************************************************/
#include<reg51.h>
sbit LED1=P0^0;
sbit LED2=P0^1;
void ISR0(void) interrupt 0 //外部中断0服务函数
{
LED1=~LED1;
}
void ISR1(void) interrupt 2 //外部中断1服务函数
{
LED2=~LED2;
}
void main(void)
{
IP=0x05; //外部中断0和外部中断1设置为高优先级
IT0=1; //外部中断0为下降沿触发（中断引脚P3.2输入下降沿信号时引发中断）
IT1=1; //外部中断1为下降沿触发（中断引脚P3.3输入下降沿信号时引发中断）
EX0=1; //开外部中断0
EX1=1; //开外部中断1
EA=1; //开中断总开关
while(1);
}
7数码管
- 静态数码管
共阴&共阳两种数码管，公共端分别接地/VCC，A-H引脚分别接单片机I/O口。
共阴数码管数组定义0-F显示码：a
unsigned char code LED7code[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,
0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};
- 动态数码管
位控端：控制哪个数码管亮；段控端：控制单个数码管显示。
位控端使几个数码管轮流显示，由视觉暂停效应使得视觉上多个数码管是同时点亮的。
由于单片机I/O口输出电流是有限的，位控端连接七个LED需要三极管放大。
/*************************************************************
*程序功能：静态数码管，数码管轮流显示0-F
*************************************************************/
#include<reg51.h>
unsigned char code LED7code[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,
0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};//数组，定义0-F显示码
void delay(void)
{
unsigned int i;
for(i=0;i<65000;i++);
}
void main(void)
{
unsigned char i;
P2=0xfe; //
while(1)
{
for(i=0;i<16;i++)//16个内容循环显示
{
P0=LED7code[i];//P0口连接数码管A-H
delay();
}
}
}
/*************************************************************
*程序功能：数码管动态显示
*************************************************************/
#include<reg51.h>
unsigned char code wei[]={~0x08,~0x04,~0x02,~0x01};//数码管各位码表
unsigned char code duan[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0};//0-3码表
void delay(unsigned int i)
{
unsigned int m,n;
for(m=i;m>0;m--);
for(n=90;n>0;n--);
}
void main(void)
{
unsigned char num;
while(1)
{
for(num=0;num<4;num++)
{
P2= wei[num];
P0=duan[num];
delay(20);
}
}
}
8串口
计算机与外设/计算机与计算机之间的通信：并行通信、串行通信。
- 并行通信：把所有的数据端连在一起一次处理，如8位计算机一次处理8个位的数据，需要询问(WR) ̅、应答(RD) ̅、8根数据线A0-8地址端/D0-8数据端。（优缺点）速度快；但是硬件连接复杂。
- 串行通信：数据分时通过同一通道传输。（优缺点）传输速度慢；硬件简单，最多只需要2根线RXD接收端/TXD发送端。
- 串行通信的三种方式：单工（A->B）、半双工（A->B|B->A）、全双工（A->B&B->A）。单片机是全双工异步通信方式。
- 异步串口通信帧格式：起始位（由1—0，下降沿）一个数据是10/11位（区别在于奇偶校验位）串口方式1（10位一帧）无校验位，低位在前（读数时从后往前读D7-0）。
波特率：设置正确的波特率才能收到正确的数据。
- 串口的相关寄存器：
1、串行数据缓冲器SBUF：
2、串行控制寄存器SCON：
RI—接收中断标志位；TI—发送中断标志位；
RB8/TB8—接收及发送数据第9位（奇偶校验位）；
REN—接收控制（0：禁止；1：允许）；
SM2—多机通信（0：双机；1：多机）；
SM1/SM0—串行口工作方式选择：
方式0，同步移位寄存器输入/输出，波特率固定为fosc/12；
方式1，10位异步收发，波特率可变（T1溢出率/n，n=32/16）；
方式2，11位异步收发，波特率固定为fosc/n，n=32/16；
方式3，11位异步收发，波特率可变（T1溢出率/n，n=32/16）。
/*************************************************************
*程序功能：串口发送Hello
*************************************************************/
#include<reg51.h>
#include<stdio.h> //输入输出函数头文件
void main(void)
{
SCON=0X50; //串口方式1允许接收
TMOD=0X20; //定时器1定时方式2
TH1=0XF4; //11.0592M 2400波特率
TL1=0xF4;
TI=1; //串口发送标志
TR1=1; //启动定时器
while(1)
{
printf("Hello world!\r\n");//字符串输出到串口
}
}
/**************************************************
*串口通信实验：发送
**************************************************/
#include<reg51.h>
#include<stdio.h> //输入输出函数头文件
unsigned char code MESSAGE[]="My first serial data!\n";
unsigned char a;
void delay(unsigned int i)
{
unsigned char j;
for(i;i>0;i++)
for(j=200;j>0;j--);
}
void main(void)
{
SCON=0X50; //REN=1允许接收状态 串口方式1
TMOD|=0X20; //定时器1定时方式2
TH1=0XF4; //11.0592M 2400波特率 数据位8 停止位1
TL1=0xF4;
TI=1; //串口发送标志
TR1=1; //启动定时器
while(1)
{
a=0;
while(MESSAGE[a]!='\0') //数组最后一个位为'\0'
{
SBUF=MESSAGE[a]; //SBUF接收/发送缓冲器（串行通信特殊功能寄存器）
while(!TI); //等待数据传送（TI发送中断标志） TI=1时说明数据发送完成
TI=0; //清除数据传输标志
a++; //下一个字符
}
delay(1000);
}
}
/**************************************************
*串口通信实验：收发（数据转发功能：单片机收到了电脑发送的数据后又转发回给电脑）
**************************************************/
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
uchar a,flag; //设置全局变量
void main()
{
SCON=0X50; //REN=1允许接收状态 串口方式1
TMOD=0X20; //定时器1定时方式2
TH1=0XF4; //11.0592M 2400波特率 数据位8 停止位1
TL1=0xF4;
TI=1; //串口发送标志
TR1=1; //启动定时器
EA=1; //开总中断
ES=1; //开串中断
while(1)
{
if(flag==1) //如果有数据则进入这个语句
{
ES=0; //进入发送数据时先关闭串行中断
flag=0;
SBUF=a; //将数据原样发回
while(!TI); //等待数据发完
TI=0;
ES=1; //退出再开串行中断
}
}
}
void serial() interrupt 4//串行中断函数
{
a=SBUF; //将收取的数据存到a
flag=1; //标志置位——表示单片机收到数据
RI=0; //接收标志清零
}
9RS232接口
- RS232接口标准：
RS232最常用的就是2-RXD、3-TXD、5-GND。
注意：在传输距离近的情况下（距离<1m），单片机和电脑可以直接通过TTL的线连接进行通信；连接线过长时，由于（单片机输出都是TTL信号）TTL电压比较低衰减比较厉害，可以转换（MAX232/220/202芯片）为232的方式进行传输（15m以内传输没问题，速率较低时采用双绞线传输距离还可以更长30-35m）
RS232的连接：连接线有直通线&交叉线
易损坏，不支持热拔插，带电不要拔插。