• 硬件：STC89C52RC
• 開發(fā)工具：Keil uVision4

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前言：8051是一款很經(jīng)典的、歷史悠久的單片機，作為一款入門級的單片機8051受到很多初學者的歡迎。89c52是8051系列的成員之一，擁有8K字節(jié)程序存儲空間，512字節(jié)隨機數(shù)據(jù)存儲空間；I/O口控制端口、中斷功能、定時器及串行接口。下面詳細講述串行接口功能的使用。

不管你用的芯片是不是STC89C52RC，只要你看完這篇文章，就能自行運用到不同的芯片上；因為一種串口通信協(xié)議的傳輸原理在任何芯片上都是統(tǒng)一的；所以它可以作為不同芯片一起協(xié)作的通信媒介。

目前普遍的單片機都有串行通信的接口，因為它依賴的硬件比較簡單，一條串行數(shù)據(jù)輸出線(TX)、一條串行數(shù)據(jù)接收線(RX)、一條用于電壓參考的共地線。由此看出，芯片可以同時接受和發(fā)送數(shù)據(jù)，也實現(xiàn)了所說的全雙工；而且，數(shù)據(jù)的傳輸時異步進行的，也就是說當芯片發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，不需要對方應答，甚至不接目標器件也能成功發(fā)送；與之相反的同步通訊，就是需要對方應答或者通過時鐘線控制傳輸?shù)倪^程。

波特率：每秒鐘可以傳送幾位的數(shù)據(jù)成為波特率，單位是BPS(Bit Per Second)。典型的波特率有9600bps、115200bps，以9600bps為例，使用8個數(shù)據(jù)位，沒有檢驗位，1個停止位，起始位一直會存在。那么發(fā)送一個字節(jié)共需要發(fā)送10位，9600/10=960字節(jié)，也就是說一秒最多能發(fā)960字節(jié)的數(shù)據(jù)，波特率越高，傳送的時間越短。我們所說的4M寬帶的4M指的也是波特率，是一秒可以發(fā)4M位，而不是一秒可以發(fā)4M字節(jié)。

串行異步通信時的數(shù)據(jù)格式：

⑴ 起始位：起始位必須是持續(xù)一個比特時間的邏輯“0”電平，標志傳送一個字符的開始。

⑵ 數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位為5-8位，它緊跟在起始位之后，是被傳送字符的有效數(shù)據(jù)位。傳送時先傳送字符的低位，后傳送字符的高位。數(shù)據(jù)位究竟是幾位，可由硬件或軟件來設定。

⑶ 奇偶位：奇偶檢驗為僅占一位，用于進行奇校驗或偶校驗，也可以不設奇偶位。

⑷ 停止位：停止位為1位、1.5位或2位，可有軟件設定。它一定是邏輯“1”電平，標志著傳送一個字符的結束。

⑸ 空閑位：空閑位表示線路處于空閑狀態(tài)，此時線路上為邏輯“1”電平。空閑位可以沒有，此時異步傳送的效率為最高。

下面是利用邏輯分析儀抓取信號得到的波形圖，對照著上面所說的數(shù)據(jù)格式去解讀：

圖的上方是信號的波形圖，下方是描述該串口信號的信息，只有告訴邏輯分析儀這些信息，才能讓它從該信號中正確地讀取數(shù)據(jù)，所以在應用的時候以上所顯示的信息需要通信雙方配置為一樣。我們截取了一幀的數(shù)據(jù)，可以看到正在發(fā)送的值是0b10101010，也就是0xaa；首先，上面每一個點對應數(shù)據(jù)的一個bit位的值，總共8個點；可以看到第一個數(shù)據(jù)前有一個起始位，最后一個數(shù)據(jù)后面有一個停止位“1”，當然發(fā)完了之后是空閑狀態(tài)也是處于邏輯“1”狀態(tài)。數(shù)據(jù)位的低bit位先發(fā)，對于0b10101010來說就是先發(fā)0，所以起始位后面緊接著發(fā)0。?

下面介紹如何使用單片機的串行通信，首先是相關寄存器介紹：

SCON特殊功能寄存器

下圖是SCON寄存器的每一位，每一個位均可位尋址，可分別設定或清除。

• SM0、SM1
  ??? SM0=0&SM1=0：模式0，移位寄存器控制I/O，波特率固定為工作頻率/12。
  ??? SM0=0&SM1=1：模式1，8位串行數(shù)據(jù)傳送，波特率由計時器1來控制。
  ??? SM0=1&SM1=0：模式2，9位串行數(shù)據(jù)傳送，波特率可分為2種，工作頻率/32或工作頻率/64。
  ??? SM0=1&SM1=1：模式3，9位串行數(shù)據(jù)傳送，波特率可用計時器1控制。
• SM2： 在串行傳輸工作模式2或模式3時，用于多處理機控制功能。
• REN：串行接口接收位，當REN=1時表示允許接收。
• TB8：在模式2或模式3時，所送出的第9個數(shù)據(jù)位，可以由軟件指令來做控制設定或清除。
• RB8：在模式2或模式3時，所接收的第9位數(shù)據(jù)位，存放在此位上。
• TI：串行傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送中斷產(chǎn)生標志，最后一個數(shù)據(jù)發(fā)送出去后，TI會被設置為1，此位必需由軟件清除。
• RI ：串行傳輸數(shù)據(jù)接收中斷產(chǎn)生標志，當接收到最后一個數(shù)據(jù)時，RI會被設置為1，此位必需由軟件清除。

從上面可知，這款單片機并沒有配置停止位和校驗方法的，默認是一個停止位和無校驗方法。所以它可以做到：

波特率：在合適范圍內(nèi)自行配置
數(shù)據(jù)位：8位或9位
校驗位：不可選，默認沒有校驗位
停止位：不可選，默認1個停止位

其實我們可以做到有校驗位的，就是將就第9個數(shù)據(jù)為作為校驗位，當然該位的值需要軟件計算出來。下面說一下各模式下波特率的計算：

模式0的波特率設定：

該模式下波特率固定的，為工作頻率的1/12。如果使用12M的晶振，工作頻率即為12M，波特率為12M/12=1Mbps。

模式2的波特率設定：

當SMOD=1時，波特率=（工作頻率）/32
當SMOD=0時，波特率=（工作頻率）/64

模式1和模式3的波特率設定：

模式1和模式3下的波特率有內(nèi)部計數(shù)器1來控制，計數(shù)器的工作模式也有很多種，但必須要使用模式2，自動重新載入計時模式。如果對定時器不是很了解可參考鏈接。設定波特率的關鍵是計算出計數(shù)器TH1（自動載入計時值）的值，計算公式為：

由上面的公式，只要把波特率定下來，就可以算出TH1的值了，整理得：

假如單片機使用的晶振頻率為11.0592MHz，各串行通信的波特率定為9600bps，SMOD設為0，則可求得TH1如下：

由上面公式，我們可以計算常用的波特率所對應的計時器自動載入值(寫入TH1中)，如下：

下面是一個例子，實現(xiàn)電腦端給單片機發(fā)送字符時，單片機將字符返回給電腦，波特率位9600bps，8個數(shù)據(jù)位，無校驗位，1個停止位，單片機使用的晶振是11.0592MHz。

#include<reg52.h> void InitUART (void) //初始化串口通信 { #if 1 //方法一SCON = 0x50; // SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收 TMOD |= 0x20; // TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit 重裝TH1 = 0xFD; // TH1: 重裝值 9600 波特率 晶振 11.0592MHz TR1 = 1; // TR1: timer 1 打開 EA = 1; //打開總中斷ES = 1; //打開串口中斷 #else //方法二TMOD=0x20; //設置定時器1工作模式：模式二TH1=0xfd; //設定定時器重載值TL1=0xfd; //初值TR1=1; //打開定時器REN=1; //使能串口接收數(shù)據(jù)SM0=0; //串行通訊模式1SM1=1; //串行通訊模式1EA=1; //打開總中斷ES=1; //打開串口中斷 #endif }void SendString(unsigned char *s) //發(fā)送字符串的函數(shù) {while(*s!='\0'){// \0 表示字符串結束標志，通過檢測是否字符串末尾SBUF = *s;while(!TI);TI = 0;s++;} }void Delay(unsigned int t) //簡單的延時函數(shù) {while(--t); }void main (void) {InitUART();while (1) //主循環(huán) {//Delay(0xffff);//SendString("runing"); //如果去掉注釋電腦端就會一直收到”runing“字符串} }void UART_SER (void) interrupt 4 //串行中斷服務程序（接收完成或者發(fā)送完成都會進入該中斷） {unsigned char Temp; //定義臨時變量 if(RI){ //判斷是接收中斷產(chǎn)生RI=0; //標志位清零Temp=SBUF; //讀入緩沖區(qū)的值P0=Temp; //把值輸出到P1口，用于觀察 可去掉SBUF=Temp; //把接收到的值再發(fā)回電腦端} }

編譯程序下載到單片機上，將P3.1接到串口轉(zhuǎn)USB模塊的RX，P3.0接到串口轉(zhuǎn)USB模塊的TX，然后將串口轉(zhuǎn)USB模塊接到電腦，電腦端打開串口助手，將串口參數(shù)配置跟單片機一樣（9600bsp，8個數(shù)據(jù)位，無校驗位，一個停止位）。打開串口，往單片機發(fā)送一個在字符，那么在串口助手的接收框里就能看到剛發(fā)送出去的字符。

一般來說，我們下載程序就是用串口下載，下載的時候是需要選擇串口號的，下載完成后就是用該串口號進行驗證，可能在下載軟件里面就有串口助手，用起來非常方便，如下圖所示。

僅供參考，錯誤之處以及不足之處還望多多指教。

<<不積跬步，無以致千里；不積小流，無以成江河。>>

總結

以上是生活随笔為你收集整理的51单片机之串口通讯应用实例（逻辑分析仪调试）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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