51單片機(jī)之寄存器-3.3單片機(jī)串口通信之發(fā)送與接收

圖1 串行通信示意圖?

由于現(xiàn)在很多筆記本已經(jīng)沒有串口，我們通常采用USB轉(zhuǎn)串口。先來看圖1中的一個例子，現(xiàn)在想讓P1把在A地點的D3,D5,D8,D9,D11組球通過P2的幫忙一個一個傳遞到B點，要求按順序傳遞，而且傳遞完成后不能打亂順序。如果不做任何處理，只要P1在某一組中如D3組，有一個球傳錯或者漏傳，那么將導(dǎo)致后面的傳遞全部錯位。改進(jìn)的方法就是在傳每組第一個球時，先傳個紅色的標(biāo)簽，告訴P2接下來要傳的是這一組的第一個球。當(dāng)這一組傳遞完成后，再給一個綠色的標(biāo)簽，告訴P2，這一組的球傳遞完畢。這樣即使某一組傳錯了，也不會影響下一組的傳遞?，F(xiàn)在我們詳細(xì)看看這個過程。(1) P1需要選擇傳哪一組的球。(2) 準(zhǔn)備好標(biāo)記 (3) 通知P2現(xiàn)在要開始工作. 同時在傳遞過程要保證P1和P2的速度一致，否則傳遞也會出問題。知道了這個例子，現(xiàn)在我們詳細(xì)的來討論一下串口異步通信。

圖2 單片機(jī)串行通信示意圖?

如圖所示,兩個單片機(jī)的串行通信,傳送一根線TXD，接收一根線RXD，現(xiàn)在我們只討論傳送這部分。設(shè)定單片機(jī)1為我們開發(fā)板上的型號STC89C52RC. 既然是傳送，那么傳送什么內(nèi)容。現(xiàn)在假設(shè)我要傳送0111000B(38H)這個數(shù)據(jù)。那么怎么讓單片機(jī)知道我要傳這個數(shù)據(jù)呢？如上圖所示，只需要使用圖中SBUF=dataTXD(即SBUF=0x38)這個語句。當(dāng)單片機(jī)看到這條指令后，把0x38寫入SBUF,就啟動串行通信的發(fā)送。也就是說，這條語句告訴了單片機(jī)兩個信息，1.發(fā)送什么內(nèi)容,2.現(xiàn)在就開始發(fā)送。單片機(jī)就開始以0和1的方式開始發(fā)送了。那么這樣又出現(xiàn)問題了，單片機(jī)2怎么知道單片機(jī)1要給我傳數(shù)據(jù)了？最簡單的方法的就是給需要傳送的數(shù)據(jù)前后加個標(biāo)簽，這樣兩個標(biāo)簽之間的內(nèi)容就是單片機(jī)1要傳送的信息了。當(dāng)然也可以在8位數(shù)據(jù)后添加其他標(biāo)簽，這個就是串口的傳送方式了。這個由SCON串行控制器來設(shè)置：

這里我們選擇工作方式1，SM0/SM1設(shè)置為0/1。8位數(shù)據(jù)位加起始位和停止位，一共10位，也稱為一幀。那么這個起始位和停止位什么加入呢？當(dāng)單片機(jī)TXD發(fā)送信息時，單片機(jī)就自動加入了。因此，這里我們總結(jié)一下，SBUF=dataTXD當(dāng)執(zhí)行到這條指令時，告訴了單片機(jī)三個重要信息，1. 要傳送什么信息，2. 什么時候開始傳, 3. 自動在這個數(shù)據(jù)前添加開始位和停止位。但是又有個問題，傳多快呢？這里需要引入一個概念，波特率。波特率定義為每秒傳輸?shù)拇a元個數(shù)，單位是波特(Baud),簡寫為B。而每秒鐘傳送的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)則定義為比特率，單位是比特每秒，b/s或bps。在串行通信系統(tǒng)中，傳送的信號可能是二進(jìn)制，八進(jìn)制，十進(jìn)制等，只有在二進(jìn)制通信系統(tǒng)中波特率和比特率在數(shù)值上才是相等。本教程所描述的串行通信傳輸信號都是采用二進(jìn)制信號傳送的，故比特率和波特率相等。例如，通信雙方每秒所傳送的信息量是480字節(jié)，每一字節(jié)包含10位(1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位)，則波特率為：

480×10=4800b/s=4800B

這里需要注意相互通信的甲乙雙方必須具有相同的波特率，否則無法成功完成串行數(shù)據(jù)通信。如上圖所示，給出了串行通信工作方式1的波特率。

現(xiàn)在來總結(jié)一下，串口通信的發(fā)送步驟

(1)選擇工作方式

(2)設(shè)置速度

(3)發(fā)送什么信息，打上標(biāo)記，開始傳送

以上3個步驟中，第三步中三個任務(wù)通過SBUF=0x38(假設(shè)我要傳這個數(shù)據(jù))這句代碼就全部完成了。因此在此之前我們要先設(shè)置好工作方式和傳送速度(波特率).

這些步驟不需要記憶，只需要打開串口助手就一目了然了，

參考代碼如下:

#include "reg52.h"

void delayUs(unsigned char t);

void delayMs(unsigned char t);

void main(void)

{

SM0=0;

SM1=1;//串口工作模式

TMOD=0X20;

TH1=TL1=253; //波特率9600

TR1=1;

while(1)

{

SBUF=0x38;

delayMs(250);

delayMs(250);

}

}

void delayUs(unsigned char t)

{

while(--t);

}

void delayMs(unsigned char t)

{

while(--t)

{

delayUs(245);

delayUs(245);

}

}

既然知道如何操作串口通信如何發(fā)送，我們按照同樣的思路看看如何操作串口接收。首先接收到的信息在哪里？將SBUF=dataTXD替換為dataRXD=SBUF. 前者表示把數(shù)據(jù)寫進(jìn)SBUF，發(fā)送；后者表示把SBUF中的數(shù)據(jù)讀出了，接收。注意接收緩沖器SBUF和發(fā)送緩沖器SBUF名字一樣，地址也一樣，但是是兩個獨立的物理空間。工作方式的選擇與速度設(shè)置與前面一樣。那么，怎么讓單片機(jī)知道開始接收呢？需要滿足兩個條件，TI=0和REN=1. REN表示串口接收允許。另外，當(dāng)接收完成一幀數(shù)據(jù)(8位)后，控制信號復(fù)位，中斷標(biāo)志RI被置"1",呈中斷申請狀態(tài)。在工作方式1下，同時滿足SM2=0,RI=0接收數(shù)據(jù)有效。我們可以整理一下串口接收的過程如下，

(1)選擇工作方式(工作方式1)

(2)設(shè)置速度

(3)開始接收(TI=0,REN=1)

(4)接收的信息在哪里。(dataRXD=SBUF)

(5)接收的數(shù)據(jù)有效(SM2=0,RI=0)

串行通信接收的參考代碼如下:

#include "reg52.h"

#define uchar unsigned char

void delayUs(unsigned char t);

void delayMs(unsigned char t);

void main(void)

{

uchar MyRevData;

SM0=0;

SM1=1;//串口工作模式1

REN=1;

TMOD=0X20;

TH1=TL1=253; //波特率9600

TR1=1;

while(1)

{

MyRevData=SBUF;

delayMs(250);

P1=MyRevData;

delayMs(250);

RI=0; //當(dāng)接收完成一幀數(shù)據(jù)(8位)后，控制信號復(fù)位，中斷標(biāo)志RI被置"1",呈中斷申請狀態(tài)。在工作方式1下，SM2=0,RI=0數(shù)據(jù)有效

}

}

void delayUs(unsigned char t)

{

while(--t);

}

void delayMs(unsigned char t)

{

while(--t)

{

delayUs(245);

delayUs(245);

}

}

將代碼編譯燒寫后進(jìn)行測試，打開STC-ISP燒寫軟件，選中串口助手，設(shè)置COM端口，波特率等參數(shù)，打開串口，然后輸入要傳送的內(nèi)容，如下圖所示。

在發(fā)送區(qū)內(nèi)輸入FF后點擊"發(fā)送字符/數(shù)據(jù)"，LED全部熄滅，輸入00，點擊發(fā)送，LED全部點亮