前言
在这个广泛应用和计算机网络技术普及的时代，单片机的通信功能愈发重要。在WIFI、蓝牙、GPS、GSM/GPRS等应用的控制无不体现串口通信的重要性。
通信基本概念
- 数据传送方式：串行通信和并行通信；并行就是多根线，串行就是单根线。
- 数据同步方式：异步通信和同步通信；异步是不带时钟频率的，同步是带时钟频率的。
- 数据传输方向：单工、半双工、全双工通信；单工，就是单向通信，不能逆向，半双工就是相当于对讲机，两个通信口复用同一根线，全双工就相当于打电话，可以有两根线，互相通信。
- 比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：位／秒（ bps）。如 每秒钟传送 240 个字符，而每个字符格式包含 10 位(1 个起始位、1 个停止位、 8 个数据位)，这时的比特率为： 10 位×240 个/秒 = 2400 bp
- 它表示每秒钟传输了多少个码元。而 码元是通信信号调制的概念，通信中常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制 数字，这样的信号称为码元。
串口通信基础
串口通信(Serial Communication)，是指外设和计算机间通过数据信号线、 地线等按位进行传输数据的一种通信方式，属于串行通信方式。串口是一种接口 标准，它规定了接口的电气标准，没有规定接口插件电缆以及使用的协议。
串口标准
串口通信的接口标准有很多，有 RS-232C、 RS-232、 RS-422A、 RS-485 等。 常用的是 RS-232 和 RS-485。RS-232 其实是 RS-232C 的改进，原理是一样的。 这里我们就以 RS-232C 接口进行讲解。 RS-232C 是 EIA（美国电子工业协会）1969 年修订 RS-232C 标准。RS-232C 定义了数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间的物理接口标准
通信协议
RS232 的通信协议比较简单，通常遵循 96-N-8-1 格式。 “96”表示的是通信波特率为 9600。串口通信中通常使用的是异步串口通 信，即没有时钟线，所以两个设备要通信，必须要保持一致的波特率，当然，波特率常用值还有 4800、 115200 等。 “N”表示的是无校验位，由于串口通信相对更容易受到外部干扰导致传输 数据出现偏差，可以在传输过程加上校验位来解决这个问题。校验方法有奇校验 (odd)、偶校验(even)、0 校验(space)、1 校验(mark)以及无校验(noparity)。 具体的介绍，大家可以百度串口通信了解。 “8”表示的是数据位数为 8 位，其数据格式在前面介绍异步通信中已讲过。 当然数据位数还可以为 5、6、7 位长度。 “1”表示的是 1 位停止位，串口通讯的一个数据包从起始信号开始，直到 停止信号结束。数据包的起始信号由一个逻辑 0 的数据位表示，而数据包的停 止信号可由 0.5、1、1.5 或 2 个逻辑 1 的数据位表示，只要双方约定一致即 可。
串口内部结构图
上图中右边的 TXD 和 RXD 为单片机 IO 口，TXD 对应的是 P3.1 管脚，RXD 对 应的是 P3.0 管脚。
串口寄存器
串行口控制寄存器SCON
串口控制寄存器SCON，SM0和SM1为工作方式选择位：
SM2：多机通信控制位，主要用于方式 2 和方式 3。当 SM2=1 时可以利用收到 的 RB8 来控制是否激活 RI（RB8＝0 时不激活 RI，收到的信息丢弃；RB8＝1 时收 到的数据进入 SBUF，并激活 RI，进而在中断服务中将数据从 SBUF 读走）。当 SM2=0 时，不论收到的 RB8 为 0 和 1，均可以使收到的数据进入 SBUF，并激活 RI （即此时 RB8 不具有控制 RI 激活的功能）。通过控制 SM2，可以实现多机通信。 REN：允许串行接收位。由软件置 REN=1，则启动串行口接收数据；若软件置 REN=0，则禁止接收。 TB8：在方式 2 或方式 3 中，是发送数据的第 9 位，可以用软件规定其作用。 可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧/数据帧的标志位。 在方式 0 和方式 1 中，该位未用到。 RB8：在方式 2 或方式 3 中，是接收到数据的第 9 位，作为奇偶校验位或地 址帧/数据帧的标志位。在方式 1 时，若 SM2=0，则 RB8 是接收到的停止位。 TI：发送中断标志位。在方式 0 时，当串行发送第 8 位数据结束时，或在其 它方式，串行发送停止位的开始时，由内部硬件使 TI 置 1，向 CPU 发中断申请。 在中断服务程序中，必须用软件将其清 0，取消此中断申请。 RI：接收中断标志位。在方式 0 时，当串行接收第 8 位数据结束时，或在其 它方式，串行接收停止位的中间时，由内部硬件使 RI 置 1，向 CPU 发中断申请。 也必须在中断服务程序中，用软件将其清 0，取消此中断申请。
电源控制寄存器PCON
SMOD：波特率倍增位。在串口方式 1、方式 2、方式 3 时，波特率与 SMOD 有 关，当 SMOD=1 时，波特率提高一倍。复位时，SMOD=0。
SBUF
SBUF是发送缓冲器，就只能写入而不能读出，接收缓冲器只能读出而不能写入，因此这个缓冲器可以共用一个地址码（99H）。两个缓冲器统称串行通信特殊功能寄存器。
实验代码部分
实验现象，PC端发送信息到单片机，还可以通过中断系统来控制LED灯的亮灭。
主函数部分
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : main.c
* 函数功能 : 串口通信中断配置函数，通过设置 TH 和 TL 即可确定定时时间
* 输 入 : baud：波特率对应的 TH、TL 装载值
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Uart.h"
unsigned char Sec;
void main()
{
Uart_init();
while(1)
{
}
}
void Uart() interrupt 4 //串口通信中断函数
{
if(RI==1)
{
P2=~SBUF;
Uart_SendByte(SBUF);
RI=0;
}
}
Uart协议部分函数
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : uart_init
* 函数功能 : 串口通信中UART协议
* 输 入 : baud：波特率对应的 TH、TL 装载值
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
#include <REGX52.H>
void Uart_init() //4800bps@12.000MHz
{
PCON |= 0x80; //使能波特率倍速位SMOD
SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率
TMOD &= 0x0F; //清除定时器1模式位
TMOD |= 0x20; //设定定时器1为8位自动重装方式
TL1 = 0xF3; //设定定时初值
TH1 = 0xF3; //设定定时器重装值
ET1 = 0; //禁止定时器1中断
TR1 = 1;//打开定时器
EA = 1;
ES = 1;
}
// 串口终端函数模板
//void Uart() interrupt 4 //串口通信中断函数
//{
// if(RI==1)
// {
//
// RI=0;
// }
//
//}
void Uart_SendByte(unsigned char Byte)
{
SBUF = Byte;
while(TI==0);
TI=0;
}
延时函数代码
/*******************************************************************************
* 函 数 名 :延时函数
* 函数功能 : 延长时间
* 输 入 : xms
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
#include <REGX52.H>
void Delay(unsigned int xms)
{
unsigned char i, j;
while(xms){
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
xms--;
}
}
收获
了解了怎么设定UART工作模式的选择，以及在编写软件过程中，熟悉编程过程中的模块化编程思想。