单片机的串口通信

        今天，完整地总结一下普中科技的单片机的串口通信的硬件与编程，记录一下以后如果需要也比较方便捡起来。

        单片机的串口部分的电路图。开发板上集成了 1 个串口通信电路，是 USB 转串口模块，它既可下载程序也可实现串口通信功能。

        对这个模块简要分析一下输入输出。

         描述一下CH340芯片的作用。（带你全面解析USB转串口芯片CH340 - 采芯网 (findic.com)）

        实现的功能是：51 单片机通过串口（UART）实现与 PC 机对话， 51 单片机的串口收到 PC 机发来的数据后原封不动的返回给 PC 机显示。

        单片机串行口的结构

        串口相关的寄存器。

 

我们一般选择串口工作在方式1下，定时器1工作在方式2下（8位自动重装）。

        定时器（定时器1）与波特率的关系。

SBUF介绍

 串口初始化。

void uart_init(u8 baud)
{
TMOD|=0X20; //设置计数器工作方式 2
SCON=0X50; //设置为工作方式 1
PCON=0X80; //波特率加倍
TH1=baud; //计数器初始值设置
TL1=baud;
ES=1; //打开串口中断
EA=1; //打开总中断
/*定时器1的方式2是8位自动重装，定时器一旦溢出，就自动重装，与中断无关，所以定时器1进入中断后无事可做，所以无需打开定时器1的中断*/
TR1=1; //打开计数器
}

void main()
{
uart_init(0XFA);//波特率为 9600
while(1)
{
}
}
void uart() interrupt 4 //串口通信中断函数
{
u8 rec_data;
RI = 0; //清除接收中断标志位
rec_data=SBUF; //存储接收到的数据
SBUF=rec_data; //将接收到的数据放入到发送寄存器
while(!TI); //等待发送数据完成
TI=0; //清除发送完成标志位
}

完整程序如下所示

#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16;	//对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;


/*******************************************************************************
* 函 数 名       : uart_init
* 函数功能		 : 串口通信中断配置函数，通过设置TH和TL即可确定定时时间
* 输    入       : baud：波特率对应的TH、TL装载值
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void uart_init(u8 baud)
{
	TMOD|=0X20;	//设置计数器工作方式2
	SCON=0X50;	//设置为工作方式1
	PCON=0X80;	//波特率加倍
	TH1=baud;	//计数器初始值设置
	TL1=baud;
	ES=1;		//打开接收中断
	EA=1;		//打开总中断
	TR1=1;		//打开计数器		
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	uart_init(0XFA);//波特率为9600

	while(1)
	{			
							
	}		
}

void uart() interrupt 4 //串口通信中断函数
{
	u8 rec_data;

	RI = 0;			//清除接收中断标志位
	rec_data=SBUF;	//存储接收到的数据
	SBUF=rec_data;	//将接收到的数据放入到发送寄存器
	while(!TI);		//等待发送数据完成
	TI=0;			//清除发送完成标志位				
}

        我在其他博客看到的一些串口代码。

#include 
 
 
 
/* **
   * @brief 串口初始化		//[email protected]
   * @param 无
   * @retval 无
   */
void UART_Init(void)		//[email protected]
{
	PCON |= 0x80;		//使能波特率倍速位SMOD
	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 = 0xF4;		//设定定时初值
	TH1 = 0xF4;		//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
	EA = 1;			//启动所有中断
	ES = 1;			//启动串口中断
}
 
 
 
/* *	串口发送模板
   * @brief 串口发送一个字节数据
   * @param Byte 要发送的一个数据
   * @retval 无
   */
 
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
	SBUF = Byte;
	while(TI == 0); //一执行完就要复位
	TI = 0;         //TI为发射控制器;RI为接受控制器;
}
	
/*串口中断函数模板
void UART_Routine() interrupt 4
{
	if(RI = 1)
	{
		RI = 0;
	}
}*/

        串口的发送与接收数据的过程与串口中断一点关系都没有，并不是不开串口中断就说明禁止了单片机的串口通信，单片机的串口中断只是提供了那么一种方法，即当你接收完数据或者发送完数据，想要先停止此时的串口通讯，进行其他的诸如数据处理的任务，不管是否开中断，只要将数据放入到SBUF中，就一定会将数据发送出去。定时器也是如此，不管有没有开中断，定时器都是在定时的，只不过有些工作方式在定时一次后，再一次定时时初始值会发生变化（工作方式2会自动重装）。

        在串口发送数据的时候，自己不用考虑起始位以及停止位，将数据写入到SBUF中（肯定没有起始位以及停止位），单片机发送的时候会自动将数据包装，在前面和后面加上起始位以及停止位。

串口调试工具

        我自己随便写了个PC端控制单片机LED亮灭的程序。

#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16;	//对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;

sbit LED1=P2^0;	//将P2.0管脚定义为LED1

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : uart_init
* 函数功能		 : 串口通信中断配置函数，通过设置TH和TL即可确定定时时间
* 输    入       : baud：波特率对应的TH、TL装载值
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void uart_init(u8 baud)
{
	TMOD|=0X20;	//设置计数器工作方式2
	SCON=0X50;	//设置为工作方式1
	PCON=0X80;	//波特率加倍
	TH1=baud;	//计数器初始值设置
	TL1=baud;
	ES=1;		//打开接收中断
	EA=1;		//打开总中断
	TR1=1;		//打开计数器		
}

void delay_10us(u16 ten_us)
{
	while(ten_us--);	
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	uart_init(0XFA);//波特率为9600

	while(1)
	{						
	}		
}

void send_Byte(u8 rec_data)
{
	SBUF=rec_data;	//将接收到的数据放入到发送寄存器
	while(!TI);		//等待发送数据完成
	TI=0;			//清除发送完成标志位	
}

void uart() interrupt 4 //串口通信中断函数
{
	if(RI)
	{
		u8 rec_data;
		rec_data=SBUF;	//存储接收到的数据
		if(rec_data == 'G' || rec_data == 'g')
		{
			LED1=0;	//点亮
			delay_10us(50000); //大约延时450ms
			LED1=1;	//熄灭
			delay_10us(50000);
		}
		
		send_Byte(rec_data);
		RI = 0;			//清除接收中断标志位
			
	}
}

printf重定向简介

char putchar(char c)
{
    SendByte(c);
    return c;
}

void SendByte(unsigned char data)
{
    SBUF = data;
    while(!TI);
    TI = 0;
}

附录：

51单片机之寄存器-3.3单片机串口通信之发送与接收 - 微波EDA网 (mweda.com)

单片机串行通信总结_单片机接收sbuff的条件为ri_tony_0620的博客-CSDN博客

51单片机的串口通信（UART）及其应用_51单片机 uart_小菜冀的博客-CSDN博客