使用单片机实现串口通信的资料详细说明

Rob_51b 2020-08-09 9778

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描述

串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据传输到电脑端，而且也能实现电脑对单片机的控制，比如你可以把写入单片机的数据码显示在电脑上，如可以使用一个按键，当按下它时使某一个字母如：AA，通过单片机的串口将它发送到电脑上显示，起到仿真器的某些功效，站长在开发数据采集设备时就是通过串口来检查数据正确与否的。

MCS-51内部含有一个可编程全双工串行通信接口，具有UART的全部功能。该接口电路不仅能同时进行数据的发送和接收，也可作为一个同步移位寄存器使用。

在进行异步通信时，数据的发送和接收分别在各自的时钟（TCLK和RCLK）控制下进行的，但都必须与字符位数的波特率保持一致。MCS-51串行口的发送和接收时钟可由两种方式产生，一种是由主机频率fosc经分频后产生，另一种方式是由内部定时器T1或T2的溢出率经16分频后提供。

51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。本网站的提供的实验板上已经装配好了全部硬件。

串口通讯的硬件电路如上图所示

uart

为了能够在电脑端看到单片机发出的数据，我们必须借助一个WINDOWS软件进行观察单片机串口通信，这里我们利用一个免费的电脑串口调试软件。

uart

点击这里可以下载并运行这个串口调试软件这是一个绿色的软件，无需安装，可以直接在当前位置运行这个软件。软件界面如上图，我们先要设置一下串口通讯的参数，将波特率调整为4800，勾选十六进制显示。串口选择为COM1，当然将网站提供的51单片机实验板的串口也要和电脑的COM1连接，将烧写有以下程序的单片机插入单片机实验板的万能插座中，并接通51单片机实验板的电源，这时只要按下K1一次，在串口调试助手软件的接收区界面中就会增加一个“AF”字符，表示单片机向电脑发送“AF”字符成功。串口实验的源程序如下所示：

　　;这是一个AT89C51单片机实验开发板向PC机的串口单向发送数据AF的演示程序

　　;采用MAX232专用芯片作RS232/TTL电平转换。

　　;通讯波特率为4800KBPS，只要按下一次K1（就是P3.6引脚变成低电平）

　　;就发送一个16进制的AF字符

　　ORG 0000H

　　MOV SCON，#50H;设置成串口1方式

　　MOV TMOD，#20H;波特率发生器T1工作在模式2上

　　MOV PCON，#80H;波特率翻倍为2400x2=4800BPS

　　MOV TH1，#0F3H;预置初值（按照波特率2400BPS预置初值）

　　MOV TL1，#0F3H;预置初值（按照波特率2400BPS预置初值）

　　SETB TR1;启动定时器T1

　　;以上完成通讯初始化设置

　　WRIT:JB P3.6，$;判断K1是否按下，如果没有按下就等待

　　ACALL DELAY10;延时10毫秒消触点抖动

　　JB P3.6，WRIT;去除干扰信号

　　JNB P3.6，$;等待按键松开

　　MOV A，#0AFH;将16进制的字符AF发送到串口去

　　MOV SBUF，A;将AF通过串口发送出去

　　AJMP WRIT

　　;10毫秒延时子程序

　　DELAY10:MOV R4，#20

　　D2:MOV R5，#248

　　DJNZ R5，$

　　DJNZ R4，D2

　　RET

　　END

　　===============单片机串口通信=========================

　　一、发送和接收的过程如下：

　　串行口的发送过程由指令MOV SBUF，A启动，即CPU由一条写发送缓冲器的指令把数据（字符）写入串行口的发送缓冲器SBUF（发）中，再由硬件电路自动在字符的始、末加上起始位（低电平）、停止位（高电平）及其它控制位（如奇偶位等），然后在移位脉冲SHIFT的控制下，低位在前，高位在后，从TXD端（方式0除外）一位位地向外发送。

　　串行口的接收与否受制于允许接收位REN的状态，当REN被软件置“1”后，允许接收器接收。接收端RXD一位位地接收数据，直到收到一个完整的字符数据后，控制电路进行最后一次移位，自动去掉启始位，使接收中断标志RI置“1”，并向CPU申请中断。CPU响应中断，用一条指令（MOV A，SBUF）把接收缓冲器SBUF（收）的内容读入累加器。

　　TI和RI是由硬件置位的，但需要用软件复位。

　　二、相关的寄存器

　　1、SBUF是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器，可同时发送、接收数据。两个缓冲器只用一个字节地址99H，可通过指令对SBUF的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。串行口对外有两条独立的收发信号线RXD（P3.0）、TXD（P3.1），因此可以同时发送、接收数据，实现全双工。

　　2、SCON寄存器用来控制串行口的工作方式和状态，可按位寻址，其字节地址为98H。

　　3、PCON中的SMOD用来控制波特率加倍。

　　4、TMOD设置定时器1的工作方式，用来产生波特率

　　5、如果用到中断，则还需要用到中断相关的寄存器IE，IP等

　　三、四种工作方式：

　　方式0：

　　同步移位寄存器方式，其波特率是固定为振荡频率fosc的1/12。在这种工作方式下，发送和接收串行数据都通过RXD（P3.0）进行，从TXD（P3.1）输出移位脉冲，控制外部的移位寄存器移位。1帧信息为8位，没有起始位，停止位。

　　方式1：

　　8位UART，1帧信息为10位，其中一位起始位“0”、八位数据位（先低位后高位）和一个停止位“1”，波特率可变，根据定时器1的溢出率计算。

　　方式2：

　　9位UART，1帧信息为11位，其中一位起始位“0”、八位数据位（先低位后高位），一位控制位（第九位）和一个停止位“1”。波特率为振荡频率的1/64或1/32

　　方式3：

　　9位UART，帧信息为11位，其中一位起始位“0”、八位数据位（先低位后高位），一位控制位（第九位）和一个停止位“1”。波特率可变，根据定时器1的溢出率计算。

　　附加的第9位数据为SCON中的TB8的值，它由软件置位或清零，可作为多机通信中地址/数据信息的标志位，也可作为数据的奇偶校验位。

　　四、连接

　　由于串口用的是TTL电平，和RS232电平不同，因此，单片机和PC通信时需要进行电平转换，常用的IC是MAX232，连接图如图所示，其中MAX232供电脚为＋5V，中间连接的电解电容取50V 1UF。

　　 uart

　　MAX232内部框图

　　 uart

　　单片机和PC通信连接图

　　即所谓的三线连接法。

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　　用VC来做个上位机软件，用单片机来做下位机显示，数据从PC机发送过来，经过单片机处理显示。

　　首先你想把它学好，就一定要下苦功夫，因为这个不是一下子就能学好的，要经过不断的实践努力。

　　学习也有一段时间了，用的书是（《Visual C /Turbo C串口通信编程实践》龚建伟）但是发现自己可能毅力不够，经常被一些困难所吓倒。碰到问题时不能够想方设法去解决。可能是可以学习例子太少了，网上的资源也不是很多。。。。。。

　　发现假如用MSCOMM控件来编的话，就是那个变量VARIANT，这个不好弄懂。学VC首先要有一定的C语言基础，和C 基础，可能是C 还没学完，基础不扎实，导致继续下去有点困难。

　　先实现一个简单的功能吧，用VC做个界面，当按下相应的键时，发送相应的数据到单片机中，然后将数据送到P0口来显示。

　　呵呵，一定要把那个变量给弄懂了，这样一切都好办了

　　在后面的学习中，我将把学习的心得写出来，与大家交流交流

　　有在学VC的朋友可以和我交流交流，大家一起进步

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