51單片機(jī)串口通信

波特率計(jì)算：在了解了串行口相關(guān)的寄存器之后，我們可得出其通信波特率的一些結(jié)論：

① 方式0 和方式2 的波特率是固定的。

在方式0 中， 波特率為時(shí)鐘頻率的1/12， 即fOSC/12，固定不變。

在方式2 中，波特率取決于PCON 中的SMOD 值，即波特率為：

當(dāng)SMOD=0 時(shí)，波特率為fosc/64 ；當(dāng)SMOD=1 時(shí)，波特率為fosc/32。

② 方式1 和方式3 的波特率可變，由定時(shí)器1 的溢出率決定。

當(dāng)定時(shí)器T1 用作波特率發(fā)生器時(shí)，通常選用定時(shí)初值自動(dòng)重裝的工作方式2（ 注意：不要把定時(shí)器的工作方式與串行口的工作方式搞混淆了）。其計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)為8 位，假定計(jì)數(shù)初值為Count，單片機(jī)的機(jī)器周期為T，則定時(shí)時(shí)間為（256 ?Count）×T 。從而在1s內(nèi)發(fā)生溢出的次數(shù)（即溢出率）可由公式（1）所示：

從而波特率的計(jì)算公式由公式（2）所示：

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常是先確定波特率，后根據(jù)波特率求T1 定時(shí)初值，因此式（2）又可寫為：

二、電路詳解

下面就對(duì)圖1 所示電路進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖1 串行通信實(shí)驗(yàn)電路圖

最小系統(tǒng)部分（時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等）第一講已經(jīng)講過(guò)，在此不再敘述。我們重點(diǎn)來(lái)了解下與計(jì)算機(jī)通信的RS-232 接口電路。可以看到，在電路圖中，有TXD 和RXD 兩個(gè)接收和發(fā)送指示狀態(tài)燈，此外用了一個(gè)叫MAX3232 的芯片，那它是用來(lái)實(shí)現(xiàn)什么的呢？首先我們要知道計(jì)算機(jī)上的串口是具有RS-232 標(biāo)準(zhǔn)的串行接口，而RS-232 的標(biāo)準(zhǔn)中定義了其電氣特性：高電平“1”信號(hào)電壓的范圍為-15V~-3V，低電平“0”

信號(hào)電壓的范圍為+3V~+15V?？赡苡行┳x者會(huì)問(wèn)，它為什么要以這樣的電氣特性呢？這是因?yàn)楦叩碗娖接孟喾吹碾妷罕硎荆辽儆?V 的壓差，非常好的提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。由于單片機(jī)的管腳電平為TTL，單片機(jī)與RS-232 標(biāo)準(zhǔn)的串行口進(jìn)行通信時(shí)，首先要解決的便是電平轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，可以選擇一些專業(yè)的集成電路芯片，如圖中的MAX3232。MAX3232 芯片內(nèi)部集成了電壓倍增電路，單電源供電即可完成電平轉(zhuǎn)換，而且工作電壓寬，3V~5.5V 間均能正常工作。其典型應(yīng)用如圖中所示，其外圍所接的電容對(duì)傳輸速率有影響，在試驗(yàn)套件中采用的是0.1μF。

值得一提的是MAX3232 芯片擁有兩對(duì)電平轉(zhuǎn)換線路，圖中只用了一路，因此浪費(fèi)了另一路，在一些場(chǎng)合可以將兩路并聯(lián)以獲得較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)抗干擾能力。此外，我們有必要了解圖中與計(jì)算機(jī)相連的DB-9 型RS-232的引腳結(jié)構(gòu)（見圖2）。

圖2 DB-9連接器接口圖

其各管腳定義如下（見表4）。

表4 DB-9型接口管腳定義