C51学习归纳6 --- UART串口数据通信

这一部分我认为是十分重要的，没有了数据的传输，我们做的很多事情将是没有意义的。我们一般利用串口做两件事，一是单片机向电脑发送信息，二是单片机接收电脑的信息。

一、UART原理

TXD:发送信息通道,RXD: 接收信息通道。我发送你接收，所以TXS和RXD相连。GND互连的意义在于有一个共同的低电平的定义，这样在处理数据的时候有了相同的标准，处理才不会出错。

在芯片上我们连接在P3_0 和P3_1上.

在串口转换部分，输出RXD-U,TXD-U。然后与主机的RXD,TXD相连。

我们也发现了这种通信模式的缺点，只能1台设备发送，可以多台设备接收，但不能多发。

除了UART外我们还有其他的通信方式，如下表：

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）

我们用这个图

二、单片机向电脑发送信息

#include <REGX52.H>

/**
  * @brief  串口初始化，4800bps@12.000MHz
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void UART_Init()
{
	SCON=0x40;
	PCON |= 0x80;
	TMOD &= 0x0F;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x20;		//设置定时器模式
	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;		//启动定时器1
}

/**
  * @brief  串口发送一个字节数据
  * @param  Byte 要发送的一个字节数据
  * @retval 无
  */
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
	SBUF=Byte;
	while(TI==0);
	TI=0;
}

上面是UART的发送和初始化函数。我们发现UART的使用和定时器1有关。这是因为

我们要使用定时器定速度的发送接收数据。发送数据后，申请一个发送中断TI，收到数据以后，申请一个接收中断RI。然后转到中断。

因为TI,RI占用同一个通道，所以进入中断以后，需要判断是接收中断还是发送中断。

我们先看UART的初始化，我们需要设置PCON,SCON,和定时器的设置。PCON是为了控制串口工作的模式，SCON是为了电源的设置，但是电源控制器的最高位还是串口模式的设置位；定时器是为了产生固定的发送接收频率不产生中断。定时器选取定时器一，运行在模式2，8位自动重装模式上（这是规定），因为自动重载，所以不用每次赋初值。

我们再看UART的发送数据函数，讲数据放在 SBUF 数据线上，然后当TI = 1的时候发送，发送完后给TI置0；每输入8位，电路自动将TI自动置于1，但是必须软件复位.RI一样。

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"

unsigned char Sec;

void main()
{
	UART_Init();			//串口初始化
	while(1)
	{
		UART_SendByte(Sec);	//串口发送一个字节
		Sec++;				//Sec自增
		Delay(1000);		//延时1秒
	}
}

这里是main函数的逻辑。

三、单片机接收电脑的信息

#include <REGX52.H>

/**
  * @brief  串口初始化，4800bps@12.000MHz
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void UART_Init()
{
	SCON=0x50;
	PCON |= 0x80;
	TMOD &= 0x0F;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x20;		//设置定时器模式
	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;		//启动定时器1
	EA=1;
	ES=1;
}

/**
  * @brief  串口发送一个字节数据
  * @param  Byte 要发送的一个字节数据
  * @retval 无
  */
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
	SBUF=Byte;
	while(TI==0);
	TI=0;
}

这里对比前面的代码发现没有任何变化，这是因为我们将接受代码以中断的形式写在了main函数中。

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"

void main()
{
	UART_Init();		//串口初始化
	while(1)
	{
		
	}
}

void UART_Routine() interrupt 4
{
	if(RI==1)					//如果接收标志位为1，接收到了数据
	{
		P2=~SBUF;				//读取数据，取反后输出到LED
		UART_SendByte(SBUF);	//将受到的数据发回串口
		RI=0;					//接收标志位清0
	}
}

进入中断iterrupt 4 以后判断是否是接收中断，将数据取反用LED显示出来，方便检查，然后还可以再将接收到了数据发送出去。记得手动清0。因为接收数据是不确定时间的，所以我们需要利用接收中断执行。