51单片机基础 06 串口通信与串口中断

一、串口通信

二、串口协议

三、原理图

四、串口通信配置参数

1、常用的串行口工作方式1

2、数据发送

3、数据接收

4、波特率计算

5、轮询接收

6、中断接收

一、串口通信

串口通信是一种常见的数据传输方式，广泛用于计算机与外部设备或嵌入式系统之间的通信。串口通信的特点是逐位传输数据，与并口相比具有以下优势：

传输距离长：适合远距离通信。
占用引脚少：只需两条通信线（发送和接收）。
简单可靠：易于实现和调试。

常见的串口标准：

RS-232：传统的串口标准，常用于PC和设备之间的通信。
RS-485：支持多点通信，适合工业应用。
UART（通用异步收发器）：嵌入式系统中常用的一种硬件模块，实现异步串口通信。

二、串口协议

串口通信参数：

波特率：每秒传输的位数，如9600、115200等。
数据位：每个数据帧的位数，通常为8位。
停止位：用于标识一帧数据的结束，常为1位或2位。
校验位：用于错误检测，可选择无校验、奇校验、偶校验等。

三、原理图

四、串口通信配置参数

中断编号	中断名	中断源
4	串行口中断	RI

可以看到串口接收中断是单片机中断的最低权限位。

中断控制位

功能

实现

串行口中断允许控制位

1：允许串口中断

0：禁止串口中断

SCON串行控制寄存器。

9FH

9EH

9DH

9CH

9BH

9AH

99H

98H

SM0

SM1

SM2

REN

TB8

RB8

00：同步，波特率固定fosc/12

01：10位异步，波特率可以变

10：11位异步，波特率固定fosc/32\64

11：11位异步，波特率可变

0：双机

1：多机

0：禁止接收

1：允许接受

发送数据第九位

接收数据第九位

发送中断标志

接收中断标志

1、常用的串行口工作方式1

方式1是一帧10位的异步串行通信方式，包括1个起始位(0)，8个数据位和一个停止位(1)，其帧格式如下：

起始位0

停止位1

2、数据发送

当TI=0时，执行“MOV SBUF，A”指令后开始发送，由硬件自动加入起始位和停止位，构成一帧数据，然后由TXD端串行输出。发送完后，TXD输出线维持在“1”状态下，并将SCON中的TI置1，表示一帧数据发送完毕。

3、数据接收

RI=0，REN=1时，接收电路以波特率的16倍速度采样RXD引脚，如出现由“1”变“0”跳变，认为有数据正在发送。

在接收到第9位数据（即停止位）时，必须同时满足以下两个条件：RI=0和SM2=0或接收到的停止位为“1”，才把接收到的数据存入SBUF中，停止位送RB8，同时置位RI。若上述条件不满足，接收到的数据不装入SBUF被舍弃。在方式1下，SM2应设定为0。

4、波特率计算

$\frac{2^{^{SMOD}}*f_{OSC}}{32*12*(M-T))}$

其中fosc为晶振频率，M为重装载值，T为定时器1的初值，SMOD可选为加倍。

例如fosc=11.0592MHz、9600波特率，如果在定时器1模式2下，M=256，SMOD=0，可以算出

T=253=0XFD

TMOD |= 0x20; // 定时器1设置为模式2（8位自动重载）
TH1 = 0xFD;   // 设置初值为0xFD，波特率9600
TL1 = 0xFD;   // 装载初值
TR1 = 1;      // 启动定时器1
SCON = 0x50;  // 设置串口为模式1，允许接收

5、轮询接收

ES=0;                  //禁止串口中断
while(1)               //死循环,单片机初始化后,将一直运行这个死循环
{//****查询式串口接收程序****if(RI==1)               //如果接收标志位为1，说明有数据接收完毕{                       //RCIF在寄存器被读出后自动清零USARTbuf=SBUF;      //将接收缓冲区内容转至USARTbuf寄存器中RI=0;               //清除接收标志位SBUF=USARTbuf+1;    //将接收到的内容+1后发送出去while(!TI);         //一直等到数据发送完毕}
}

可以看到在主函数判断RI是否为1，得到获取SBUF的值，如果要发送，则赋值给SBUF即可。

6、中断接收

ES=1;                  //允许串口中断
EA=1;                  //开全局中断
void UART_SER (void) interrupt 4 
{if(RI==1)              //如果接收标志位为1，说明有数据接收完毕{                      //RCIF在寄存器被读出后自动清零USARTbuf=SBUF;     //将接收缓冲区内容转至USARTbuf寄存器中RI=0;              //清除接收标志位SBUF=USARTbuf+1;   //将接收到的内容+1后发送出去while(!TI);        //一直等到数据发送完毕}if(TI) TI=0;           //如果是发送引起的中断，清零
}

可以看到中断服务函数，不仅会让接收进入中断，发送也会进入中断，其不通过轮询可以大大降低系统的占用。

同样，中断服务函数不要写太多乱七八糟的代码，越简洁越好。