51单片机-串口
1、串口简介
串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方 式的扩展接口。串行接口（Serial Interface）是指数据一位一位地顺序传送。其特点是通信线路简 单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成 本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。
——是设备间接线通信的一种方式
——数据一位一位地顺序传送
——双向通信，全双工
——传送速度相对较慢
补充（全双工与半双工的区别）：
全双工（Full Duplex）通信允许数据在两个方向上同时传输，它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。全双工指可以同时（瞬时）进行信号的双向传输（A→B且B→A）。指A→B的同时B→A，是瞬时同步的。
半双工（Half Duplex）数据传输指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输，但是不能同时传输。
2、串口协议
串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232,RS-422,RS485等。以上只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。
①RS-232
也称标准串口，最常用的一种串行通讯接口,比如我们的电脑主机的9针串口，最高速率为20kb/s RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其传送距离最大为约15米。所以RS-232适合本地设备之间的通信。
②RS-422
由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接 收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通 信，所以RS-422支持点对多的双向通信。 RS-422的最大传输距离为1219米，最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比。
③RS-485
是从RS-422基础上发展而来的，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。
3、串口电平
经常听说的UART 异步串行是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用异步接收/发送。 UART包含TTL电平的串口和RS232电平的串口
——RS232电平 逻辑1为-3~-15V的电压, 逻辑0为3~15V的电压 笔记本通过RS232电平和单片机通信
——TTL电平 TTL是Transistor-Transistor Logic，即晶体管-晶体管逻辑的简称，它是计算机处理器控制的设备 内部各部分之间通信的标准技术。TTL电平信号应用广泛，是因为其数据表示采用二进制规定， +5V等价于逻辑”1”，0V等价于逻辑”0”。
数字电路中，由TTL电子元器件组成电路的电平是个电压范围，规定： 输出高电平>=2.4V，输出低电平=2.0V，输入低电平<=0.8V
笔记本电脑通过TTL电平与单片机通信 TX发送线（端口）————P3.1 RX接收线 (端口）————P3.0
4、串口通信
4.1串口接线
RXD：数据输入引脚，数据接收；STC89系列对应P3.0口
TXD：数据发送引脚，数据发送；STC89系列对应P3.1口
4.2串口编程
数据传输速度：波特率 校验位 停止位
4.3寄存器
1、SBUF
输入/输出数据缓冲器都叫做SBUF, 都用99H地址码，但是是两个独立的8位寄存器。代码体现为： 想要接收数据 char data = SBUF 想要发送数据 SBUF = data
2、PCON
SMOD：波特率选择位， SMOD=1，串行通信方式1、2、3的波特率加倍；SMOD =0，则不加倍
3、SCON
4、实验一：发送字母给PC
#include "reg52.h"
sfr AUXR = 0x8e;
//void UartInit(void) //[email protected]
//{
// PCON &= 0x7F; //波特率不倍速
// SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率
// AUXR &= 0xBF; //定时器1时钟为Fosc/12,即12T
// AUXR &= 0xFE; //串口1选择定时器1为波特率发生器
// 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
// ET1 = 0; //禁止定时器1中断
// TR1 = 1; //启动定时器1
//}
void UartInit(void)
{
SCON = 0x40;//配置串口工作方式1，REN不使能接收
TMOD &= 0x0F;//高四位清零
TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式8位自动重装
AUXR = 0x01;
TL1 = 0xFD; //设定定时初值
TH1 = 0xFD; //9000波特率的初值
TR1 = 1; //启动定时器1
}
void Delay1000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 8;
j = 1;
k = 243;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
//发送1个字符
void sendByte(char data1)
{
SBUF = data1;
}
void main()
{
char data1 = 'w';
//配置C51串口的通信方式
UartInit();
while(1){
Delay1000ms();
//往发送缓冲区写入数据来完成数据的发送
sendByte(data1);
}
}实验二：发送字符串给PC
#include "reg52.h"
sfr AUXR = 0x8e;
//void UartInit(void) //[email protected]
//{
// PCON &= 0x7F; //波特率不倍速
// SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率
// AUXR &= 0xBF; //定时器1时钟为Fosc/12,即12T
// AUXR &= 0xFE; //串口1选择定时器1为波特率发生器
// 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
// ET1 = 0; //禁止定时器1中断
// TR1 = 1; //启动定时器1
//}
void UartInit(void)
{
SCON = 0x40;//配置串口工作方式1，REN不使能接收
TMOD &= 0x0F;//高四位清零
TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式8位自动重装
AUXR = 0x01;
TL1 = 0xFD; //设定定时初值
TH1 = 0xFD; //9000波特率的初值
TR1 = 1; //启动定时器1
}
void Delay1000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 8;
j = 1;
k = 243;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
//发送1个字符
void sendByte(char data1)
{
SBUF = data1;
while(!TI);//发送中断请求标志位，发送完成变为1，取反为0不成立则继续执行下行代码
TI = 0;
}
//发送字符串
void sendString(char* str)
{
while(*str != '\0'){ //字符串末尾为\0
sendByte(*str);
str++;
}
}
void main()
{
//配置C51串口的通信方式
UartInit();
while(1){
Delay1000ms();
//往发送缓冲区写入数据来完成数据的发送
sendString("Hello World\r\n");
}
}实验三：PC端发送指令控制LED
REN=1：容许接收数据
RI：接收中断标志位，收到数据时，RI=1（硬件置1），必须软件置位0
#include "reg52.h"
sfr AUXR = 0x8e;
sbit D5 = P3^7;
//void UartInit(void) //[email protected]
//{
// PCON &= 0x7F; //波特率不倍速
// SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率
// AUXR &= 0xBF; //定时器1时钟为Fosc/12,即12T
// AUXR &= 0xFE; //串口1选择定时器1为波特率发生器
// 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
// ET1 = 0; //禁止定时器1中断
// TR1 = 1; //启动定时器1
//}
void UartInit(void)
{
SCON = 0x50;//配置串口工作方式1，REN使能接收
TMOD &= 0x0F;//高四位清零
TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式8位自动重装
AUXR = 0x01;
TL1 = 0xFD; //设定定时初值
TH1 = 0xFD; //9000波特率的初值
TR1 = 1; //启动定时器1
}
void main()
{
char cmd;
D5 = 1;
//配置C51串口的通信方式
UartInit();
while(1){
if(RI == 1){
RI = 0;//软件置位
cmd = SBUF;
if(cmd == 'o'){
D5 = 0;
}
if(cmd == 'c'){
D5 = 1;
}
}
}
}实验四：PC通过串口中断控制LED
中断函数开灯，开启允许串口中断和总中断
#include "reg52.h"
sfr AUXR = 0x8e;
sbit D5 = P3^7;
char cmd;
void UartInit(void)
{
SCON = 0x50;//配置串口工作方式1，REN使能接收
TMOD &= 0x0F;//高四位清零
TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式8位自动重装
AUXR = 0x01;
TL1 = 0xFD; //设定定时初值
TH1 = 0xFD; //9000波特率的初值
TR1 = 1; //启动定时器1
ES = 1;//允许串口中断开启
EA = 1;//总中断打开
}
void Delay1000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 8;
j = 1;
k = 243;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
//发送1个字符
void sendByte(char data1)
{
SBUF = data1;
while(!TI);//发送中断请求标志位，发送完成变为1，取反为0不成立则继续执行下行代码
TI = 0;
}
//发送字符串
void sendString(char* str)
{
while(*str != '\0'){ //字符串末尾为\0
sendByte(*str);
str++;
}
}
void main()
{
D5 = 1;
//配置C51串口的通信方式
UartInit();
while(1){
Delay1000ms();
//往发送缓冲区写入数据来完成数据的发送
sendString("Hello World\r\n");
}
}
void Uart_Handler() interrupt 4
{
if(RI == 1) //中断处理函数中，对于接收中断的响应
{
RI = 0;
cmd = SBUF;
if(cmd == 'o'){
D5 = 0;
}
if(cmd == 'c'){
D5 = 1;
}
}
if(TI ==1); //中断处理函数中，对于发送中断的响应
}实验五：串口通过单词型指令控制
单个字符不行，通过数组
#include "reg52.h"
#include
#define SIZE 12 //宏定义
sfr AUXR = 0x8e;
sbit D5 = P3^7;
char cmd[SIZE]; //数组
void UartInit(void)
{
SCON = 0x50;//配置串口工作方式1，REN使能接收
TMOD &= 0x0F;//高四位清零
TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式8位自动重装
AUXR = 0x01;
TL1 = 0xFD; //设定定时初值
TH1 = 0xFD; //9000波特率的初值
TR1 = 1; //启动定时器1
ES = 1;//允许串口中断开启
EA = 1;//总中断打开
}
void Delay1000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 8;
j = 1;
k = 243;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
//发送1个字符
void sendByte(char data1)
{
SBUF = data1;
while(!TI);//发送中断请求标志位，发送完成变为1，取反为0不成立则继续执行下行代码
TI = 0;
}
//发送字符串
void sendString(char* str)
{
while(*str != '\0'){ //字符串末尾为\0
sendByte(*str);
str++;
}
}
void main()
{
D5 = 1;
//配置C51串口的通信方式
UartInit();
while(1){ //心脏包，判断单片机是否正常工作
Delay1000ms();
//往发送缓冲区写入数据来完成数据的发送
sendString("Hello World\r\n");
}
}
void Uart_Handler() interrupt 4
{
static int i = 0; //静态变量，初始化一次
if(RI == 1) //中断处理函数中，对于接收中断的响应
{
RI = 0;
cmd[i] = SBUF;
i++;
//如果到尾则重头来
if(i == SIZE){
i = 0;
}
//判断指令
if(strstr(cmd,"en")){ //如果指令单词中包含en则执行
D5 = 0;
i = 0;
memset(cmd,'\0',SIZE); //清空数组
}
if(strstr(cmd,"se")){ //如果指令单词中包含se则执行
D5 = 1;
i = 0;
memset(cmd,'\0',SIZE);
}
}
if(TI ==1);
}