一、功能介绍
- 在电脑端的串口助手通过串口对51单片机发送一个字节的16进制数控制LED的亮灭
- 单片机通过串口将接收到的数据发送回电脑
二、串口通信的相关知识
1、51单片机的串口
- 51单片机内部自带UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器），可实现单片机的串口通信
- STC89C52有1个UART，有四种通信模式：模式0：同步移位寄存器、 模式1：8位UART，波特率可变（常用）、模式2：9位UART，波特率固定、 模式3：9位UART，波特率可变
- HEX模式/十六进制模式/二进制模式：以原始数据的形式显示
- 文本模式/字符模式：以原始数据编码后的形式显示
- SBUF：串口数据缓存寄存器，物理上是两个独立的寄存器，但占用相同的地址。写操作时，写入的是发送寄存器，读操作时，读出的是接收寄存器
- STC89C52的串口模式（简化版）
- 串行口数据缓存寄存器SBUF
2、相关术语
- 全双工：通信双方可以在同一时刻互相传输数据
- 半双工：通信双方可以互相传输数据，但必须分时复用一根数据线
- 单工：通信只能有一方发送到另一方，不能反向传输
- 异步：通信双方各自约定通信速率
- 同步：通信双方靠一根时钟线来约定通信速率
- 总线：连接各个设备的数据传输线路（类似于一条马路，把路边各住户连接起来，使住户可以相互交流）
3、相关参数
- 波特率：串口通信的速率（发送和接收各数据位的间隔时间）
- 检验位：用于数据验证
- 停止位：用于数据帧间隔
三、程序设计
1、UART初始化函数
1.1、实现功能
串口初始化，使定时器1工作在8位自动重装模式，允许串行接收状态，配置中断系统开启
1.2、设计原理
串行口控制寄存器SCON和PCON
配置SM0=0,SM1=1使定时器1工作在8位串行接收方式，REN = 1,使其允许串行接收状态
SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率
PCON |= 0x80; //使能波特率倍速位SMOD接下来配置定时器工作模式TMOD
配置高四位M1 = 1, M0 = 0,第四位为0000，使定时器1工作在8位自动重装模式
TMOD = TMOD & 0x0F; //高四位置零，低四位不变，清除定时器1模式位
TMOD = TMOD | 0x20; //设定定时器1为8位自动重装方式
STC89C52的晶振频率为11.0592MHz，配置的PCON寄存器SMOD = 0， SMOD0 = 1,
波特率= 11.0592MHZ * 1/16/12/12us = 4800
计算出波特率为4800，通过串口助手生成定时器计数的初始值
TL1 = 0xF4;
TH1 = 0xF4; //设定定时器重装值配置定时器控制寄存器，令TR1 = 1,允许计数；配置中断允许寄存器IE，令ET1 = 0禁止定时器1溢出中断，令EA = 1, ES = 1,允许串口中断
ET1 = 0; //禁止定时器1中断
TR1 = 1; //启动定时器1
EA = 1; //配置中断开启
ES = 1;1.3、代码实现
/**
* @brief 串口初始化，4800bps@11.0592MHz
* @param 无
* @retval 无
* 定时器1为8位自动重装模式，接收开启，配置中断系统开启
*/
UART_Init()
{
SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率
PCON |= 0x80; //使能波特率倍速位SMOD
TMOD = TMOD & 0x0F; //高四位置零，低四位不变，清除定时器1模式位
TMOD = TMOD | 0x20; //设定定时器1为8位自动重装方式
TL1 = 0xF4;
TH1 = 0xF4; //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
EA = 1; //配置中断开启
ES = 1;
}2、UART_SendByte函数
2.1、实现功能
串口向电脑发送一个字节数据
2.2、设计原理
将发送的数据读入缓存寄存器，判断发送完后立即将允许中断标志位复位
SBUF = Byte;
while(TI == 0); //检测请求中断标志位为1时程序才继续
TI = 0; //发送完毕后立即将标志位清02.3、代码实现
/**
* @brief 串口向电脑发送一个字节数据
* @param 发送的一字节数据 Byte
* @retval 无
*/
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
SBUF = Byte;
while(TI == 0); //检测请求中断标志位为1时程序才继续
TI = 0; //发送完毕后立即将标志位清0
}3、串口中断函数
3.1、实现功能
串口接收电脑发送的数据控制LED
3.2、设计原理
检测到接收完毕的中断请求后执行从缓存区读取数据到P2，控制LED的亮灭，并立即将接收允许中断标志位复位
if(RI == 1) //只检测到接收中断的时候执行
{
P2 = SBUF; //从缓存区读取数据
UART_SendByte(P2); //将接收到的数据从串口发送回电脑
RI = 0; //接收完毕立即给接收标志位复位
}3.3、代码实现
void UART_Routine() interrupt 4
{
if(RI == 1) //只检测到接收中断的时候执行
{
P2 = SBUF; //从缓存区读取数据
UART_SendByte(P2); //将接收到的数据从串口发送回电脑
RI = 0; //接收完毕立即给接收标志位复位
}
}4、主函数设计
4.1、实现功能
调用串口初始化，让程序一直执行不停止
4.2、代码实现
#include <REGX52.H>
#include"UART.h"
void main()
{
UART_Init();
while(1)
{
}
}四、结果展示
发送数据和串口返回结果
LED亮灭情况
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-486733.html
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