一、串行通信概述
微控制器与外部设备的数据通信,根据连线结构和传送方式的不同,可以分为两种:并行通信和串行通信
并行通信:指数据的各位同时发送或接收,每个数据位使用一条导线。
串行通行:指数据一位接一位地顺序发送或接收
串行通信有SPI、IIC、UART等多种,最常见最通用的是指UART,大多数情况下,串口通信指的就是UART
串行通信的制式有:单工(只能发不能收)、半双工(能发能收,不能同时进行)、全双工(能发能收,能同时进行)三种
RS485总线是半双工的通信制式
串行通信的主要方式有两种:异步和同步。
同步串行通信:需要使用同一个时钟,以数据块为单位传送数据
异步串行通信:每个设备都有自己的时钟信号,通信中双方的波特率要保持一致,以i字符为单位进行数据帧传送,一次传送一个帧。
1.1 关于波特率的计算
波特率:串口每秒钟传输的位数
在51单片机的串口通信中,模式1和模式3的波特率是可变的,取决于定时1的溢出率,也就是说定时器1每溢出1次,串口就发送一次数据
通常使用定时器1的工作模式2(8位自动重装)来产生波特率,TL1作为脉冲计数寄存器,TH1作为自动冲转寄存器,当计数到最大值溢出时,TH1的值会自动装到TL1中
1.2 波特率计算公式
1.3 UART口的数据发送与接收
串行口中有两个缓冲寄存器SBUF,一个是发送寄存器,一个是接收寄存器,在物理结构上是完全独立的。它们都是字节寻址的寄存器,字节地址均为99H
这个重叠的地址靠读/写指令区分:
串行发送时,CPU向SBUF写入数据,此时99H表示发送缓存SBUF
串行接收时,CPU从SBUF读出数据,此时99H表示接收缓存SBUF
数据发送,把数据扔进SBUF后,内核会自动将数据发送出去,内容发送完成后,会将TI标志位置1
发送数据程序:SBUF = 数据/变量,如:SBUF = 0x58;
数据接收,内核从串口接收到一个完整的数据后,会将RI标志位置1,用户用SBUF直接读取即可
接收数据程序:变量 = SBUF, 如:dat = SBUF
1.4 串口控制寄存器SCON
二、训练内容
在CT107D单片机综合训练平台上,利用51单片机的串行接口与上位机建立传输信道进行数据的收发。采用8位的UART模式,即模式1,波特率为9600BPS。数据发送采用查询方式,数据接收采用中断方式。系统上电初始化之后,单片机向上位机发送两个字节: 0x5a和0xa5,然后等待接收上位机的数据,每接收到一个字节后,在该字节的基础.上加1 然后返回给上位机
2.1 训练重点
1.串口通信的初始化设置,特别是工作模式和波特率的理解
2.串口通信单字节发送程序的设计
3.串口通信结束中断服务函数的设计
三、代码展示
#include <reg52.h> sfr AUXR = 0x8e; typedef unsigned int uint; typedef unsigned char uchar; uchar urdat; void SelectHC138(uchar channel) { switch(channel) { case 4: //LED P2 = (P2 & 0X1F) | 0X80; break; case 5: //蜂鸣器和继电器 P2 = (P2 & 0X1F) | 0Xa0; break; case 6: //位码 P2 = (P2 & 0X1F) | 0Xc0; break; case 7: //段码 P2 = (P2 & 0X1F) | 0Xe0; break; } } void InitUart() { TMOD = 0X20; TH1 = 0XFD; TL1 = 0XFD; TR1 = 1; SCON = 0X50; AUXR = 0X00; ES = 1; EA = 1; } void SendByte(uchar dat) { SBUF = dat; while(TI == 0); TI = 0; } void ServiceUart() interrupt 4 { if(RI == 1) { RI = 0; urdat = SBUF; SendByte(urdat + 1); } } //初始化系统 void Initsys() { SelectHC138(5); P0 = 0X00;//关闭蜂鸣器和继电器 SelectHC138(4); P0 = 0XFF;//关闭LED } void main() { InitUart(); Initsys(); SendByte(0xa5); SendByte(0x5a); while(1); }
四、一些参考