51单片机精华笔记（下）

(四)单片机串口通信:

MCS-51单片机具有一个全双工的串行通信接口，能同时进行发送和接收。它可以作为UART（通用异步接收和发送器）使用，也可以作为同步的移位寄存器使用。

用到串行口控制寄存器（SCON）、功率控制寄存器（PCON）、工作方式寄存器（TMOD）、时钟控制寄存器（TCON）、数据缓冲寄存器（SBUF）

6.串行口控制寄存器（SCON）

REN：为允许串行接收位，由软件置位或清除。置位时允许串行接收，清除时禁止串行接收。
TB8：是工作方式2和3要发送的第9位数据。在许多通信协议中该位是奇偶位，可以按需要由软件置位或清除。在多处理机通信中，该位用于表示是地址帧还是数据帧。
RB8：是工作方式2和3中接收到的第9位数据（例如是奇偶位或者地址/数据标识位），在工作方式1中若SM2=0，则RB8是已接收的停止位。在工作方式0中RB8不使用。
TI ：为发送中断标志位，由硬件置位，软件清除。工作方式0中在发送第8位末尾由硬件置位；在其他工作方式时，在发送停止位开始时由硬件置位。TI=1时，申请中断。CPU响应中断后，发送下一帧数据。在任何工作方式中都必须由软件清除TI。
RI：为接收中断标志位，由硬件置位，软件清除。工作方式0中在接收第8位末尾由硬件置位；在其他工作方式时，在接收停止位的中间由硬件置位。RI=1时，申请中断，要求CPU取走数据。但在工作方式1中，SM2=1且未接收到有效的停止位时，不会对RI置位。在任何工作方式中都必须由软件清除RI。
系统复位时，SCON的所有位都被清除。

SM0和SM1：为工作方式选择位，可选择四种工作方式：

SM2:多机通信控制位。主要用于方式2和方式3
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，是发送数据的第九位
RB8，在方式2或方式3中，是接收到数据的第九位
RI：串行口接收中断标志位。当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位RI。注意，RI必须由软件清除。
TI：串行口发送中断标志位。当CPU将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位TI。CPU响应中断时，不能自动清除TI，TI必须由软件清除。

7.功率控制寄存器（PCON）

该寄存器只有一位SMOD与串行口工作有关
SMOD（PCON.7）波特率倍增位。在串行口方式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。

串口是采用定时器1工作在8位自动重装定时/计数模式，即工作方式2，TMOD=0x20。

时钟控制寄存器（TCON）该寄存器只有第六位与串口有关，用于开启定时器1。

8051的串行口结构：

两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用同一地址99H ；接收器是双缓冲结构；发送缓冲器，因为发送时CPU是主动的，不会生重叠错误。

波特率的计算：
通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率来决定。
串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波特率计算公式也不相同。
方式0的波特率 = fosc/12
方式2的波特率 =（2· SMOD/64）· fosc
方式1的波特率 =（2· SMOD/32）·T1溢出率）
方式3的波特率 =（2· SMOD/32）·T1溢出率）

对于方式1的定时器初值计算：
T1溢出率= fosc/（12·(28-X)）
波特率=（2·SMOD/32）fosc/（12·(28-X)）
其中X为定时器的初始值

串口通信实现：

用到串行口控制寄存器（SCON）、功率控制寄存器（PCON）、工作方式寄存器（TMOD）、时钟控制寄存器（TCON）、数据缓冲寄存器（SBUF）

串口通信实现过程：
串行口工作之前，应对其进行初始化，主要是设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制。具体步骤如下：
（1）确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）；
（2）计算T1的初值，装载TH1、TL1；
（3）启动T1（编程TCON中的TR1位）；
（4）确定串行口控制（编程SCON寄存器）；
（5）如果串行口在中断方式工作，还要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）。

串口通信程序实现：电脑与单片机之间的互相通信：

假如我们使用的是12MHZ的晶振，然后设置波特率为4800：
void Serial _init()
{
SCON=0x50; //选择工作方式1，允许串行口接收数据
TMOD=0x20; //选择8位自动重装定时器
PCON=0x80; //波特率增倍
TH1=0xF3; //晶振频率12MHZ，SMOD=1
TL1=0xF3; //波特率为4800时定时器的初值
TR1=1; //开定时器
}

接收与发送
我们通过电脑上的串口调试助手发送一个十六进制的数给单片机，然后单片机又把接收到的这个数发回给电脑，实现电脑与单片机的互相通信。
void main()
{
unsigned char tmp=0;
Serial_Init();
init_lcd1602();
while(1)
{
/*单片机接收数据*/
while(!RI); //等待接收数据完成
tmp=SBUF; //获取接受数据
RI=0; //清除接收标志位

/*单片机发送数据*/

//LCD_write_com(0x80);
// LCD_write_data(tmp);

SBUF=tmp; //将数据写入发送缓冲区中
while(!TI); //等待发送完毕
TI=0; //清除发送标志位
}
}

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