51单片机-串口通信关于SBUF的问题

Whappy0012024-09-03 23:56

在8051单片机中，SBUF（串行数据缓冲器）寄存器用于串口通信的数据发送和接收。以下是如何将数据写入SBUF以及在代码中如何处理SBUF的详细分析：

串口通信的基本流程

  1. 发送数据：

    • 当你想要通过串口发送数据时，需要将数据写入SBUF寄存器。SBUF会将数据从单片机发送到外部设备。
    • 数据写入SBUF寄存器后，8051会自动开始数据的串行传输。传输完成后，TI（发送中断标志）位会被置1，表示发送完成。

  2. 接收数据：

    • 当单片机通过串口接收到外部设备发送的数据时，这些数据会被存入SBUF寄存器中。
    • 当数据成功接收并存入SBUF后，RI（接收中断标志）位会被置1，表示接收完成。

代码中的数据写入与读取分析

在你的代码中，数据的接收和处理是通过中断实现的。让我们详细分析这部分代码：

复制代码

c

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void UART_Routine() interrupt 4 { if(RI == 1) // 检查RI位是否为1，说明已经接收到数据 { P2 = ~SBUF; // 读取SBUF中的数据，并将其反转后输出到P2口 UART_SendByte(SBUF); // 将SBUF中的数据通过串口发送回去 RI = 0; // 清除RI标志位，以准备接收下一个字节 } }

数据写入SBUF的流程

  1. 外部设备发送数据：

    • 外部设备通过串口发送数据到8051单片机。数据以串行方式传输，最终存入8051的SBUF寄存器中。

  2. 数据存入SBUF：

    • 当数据到达时，8051的硬件自动将接收到的字节存入SBUF寄存器。此时，RI标志位会被硬件自动置1，通知CPU有新数据到达。

  3. 中断处理：

    • 在你的代码中，当RI标志位被置1时，会触发串口中断（中断号4），程序跳转到UART_Routine函数。
    • 在UART_Routine中，程序首先检查RI标志位是否为1，以确认是否接收到数据。
    • 如果RI为1，则表明SBUF中存储了有效数据。程序通过SBUF寄存器读取接收到的数据，并将其反转后输出到P2端口。

  4. 再次写入SBUF：

    • 读取完数据后，程序将SBUF中的数据通过UART_SendByte(SBUF);发送出去。这里的数据从SBUF寄存器被重新写回SBUF，触发数据发送过程。

  5. 清除RI标志位：

    • 最后，程序将RI标志位清零（RI = 0;），以便处理下一次的数据接收。

总结

在这个过程中，SBUF寄存器在串口通信中起到了数据缓冲的作用。接收到的数据会自动存入SBUF，并触发中断以进行处理。数据写入SBUF主要是在接收数据时由硬件自动完成，而在发送数据时则是由程序通过写入SBUF寄存器来实现。

4o

You said:

是不是我们配置好串口寄存器和打开串口相对应的中断，然后我们通过串口就能将数据发送到我们单片机的SBUF中

ChatGPT said:

ChatGPT

是的，你的理解是正确的。

当你配置好串口相关的寄存器（如SCON寄存器）并使能串口中断后，外部设备就能够通过串口将数据发送到8051单片机的SBUF寄存器中。具体流程如下：

1. 配置串口寄存器

在8051单片机中，串口通信的配置主要通过SCON（串行控制寄存器）和定时器（通常是定时器1）来实现。

  • 设置串口模式 ：通过SCON寄存器配置串口的工作模式（通常使用模式1，即8位可变波特率）。
  • 配置波特率 ：通过定时器1的配置来设置串口的波特率。定时器1通常工作在8位自动重装模式下（模式2），通过设置TH1的值来控制波特率。
  • 使能串口中断 ：通过设置EA（全局中断使能位）和ES（串口中断使能位）来打开串口中断。

2. 打开串口中断

打开串口中断意味着当8051单片机通过串口接收到数据时，会自动触发中断，从而执行相应的中断服务程序。具体步骤如下：

  • 使能全局中断 ：设置EA位（一般通过设置IE寄存器中的第7位，IE.7）。

  • 使能串口中断 ：设置ES位（一般通过设置IE寄存器中的第4位，IE.4）。

    复制代码

    c

    Copy code

    EA = 1; // 使能全局中断 ES = 1; // 使能串口中断

3. 数据接收流程

  1. 外部设备发送数据：外部设备通过串口发送数据，数据以串行形式发送到8051单片机。

  2. 数据存入SBUF ：当数据到达8051单片机时，串口硬件会自动将接收到的字节存入SBUF寄存器。

  3. 触发串口中断 ：数据存入SBUF后，RI（接收中断标志）位被硬件自动置1，这会触发串口中断（中断号4）。

  4. 执行中断服务程序 ：在中断服务程序中，程序会首先检查RI标志位，确认是否接收到数据。如果接收到了数据，程序可以从SBUF中读取该数据进行处理。

    复制代码

    c

    Copy code

    void UART_Routine() interrupt 4 { if (RI == 1) // 检查RI标志位 { P2 = SBUF; // 从SBUF读取数据 RI = 0; // 清除RI标志位 } }

4. 数据发送流程

当你希望发送数据时，你也可以将数据直接写入SBUF，8051单片机会自动开始串行传输，并在发送完成后设置TI（发送中断标志）位。如果你启用了发送中断（即检查TI），则也可以在发送完成后触发中断。

总结

一旦你配置好串口寄存器并启用串口中断，8051单片机就能够自动接收通过串口发送的数据。这些数据会存入SBUF寄存器，并触发相应的中断服务程序进行处理。

只要我们配置好串口寄存器，然后我们就可以通过串口发送数据给单片机了吗，SBUF是如何被写入数据的

ChatGPT said:

ChatGPT

是的，一旦配置好串口寄存器，外部设备就可以通过串口发送数据给8051单片机，而这些数据会自动被写入到SBUF寄存器中。以下是详细的解释：

串口配置流程

  1. 配置串口寄存器：

    • SCON寄存器：配置串口的工作模式、使能接收等。
    • 波特率配置 ：通常通过定时器1的设置来控制串口的波特率。你需要设置TH1的值以及启动定时器1。
    复制代码

    c

    Copy code

    TMOD |= 0x20; // 将定时器1设置为8位自动重装模式 TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600 (对于11.0592 MHz的晶振) TR1 = 1; // 启动定时器1 SCON = 0x50; // 串口模式1，8位数据，允许接收

  2. 使能串口中断：

    • EA：使能全局中断。
    • ES：使能串口中断。
    复制代码

    c

    Copy code

    EA = 1; // 使能全局中断 ES = 1; // 使能串口中断

数据如何被写入SBUF

在串口通信过程中，当外部设备通过串口发送数据到单片机时，数据的传输和接收是通过硬件自动完成的。以下是数据写入SBUF的详细过程：

  1. 外部设备发送数据：

    • 外部设备以串行形式发送数据。数据通过串行引脚（如RXD引脚）进入8051单片机。

  2. 接收数据并写入SBUF：

    • 8051的串口接收器通过串行接口接收到的数据自动存入SBUF寄存器。这一步由硬件完成，程序员不需要手动干预。
    • 接收到数据后，硬件会自动将RI（接收中断标志位）置1，表示数据已经接收并存储在SBUF中。

  3. 中断处理：

    • 当RI位被置1后，如果使能了串口中断，8051会触发串口中断，程序将跳转到中断服务程序来处理接收到的数据。
    • 在中断服务程序中，你可以通过读取SBUF寄存器来获取接收到的数据。
    复制代码

    c

    Copy code

    void UART_Routine() interrupt 4 { if (RI == 1) // 检查RI标志位 { unsigned char receivedData = SBUF; // 从SBUF读取数据 RI = 0; // 清除RI标志位 // 对接收到的数据进行处理，如输出到某个端口 } }

总结

当你配置好串口寄存器并启动串口后，外部设备可以通过串口发送数据到8051单片机。接收到的数据会自动被硬件写入SBUF寄存器，随后可以通过中断服务程序或轮询的方式进行处理。这个过程是由8051的硬件控制的，数据写入SBUF寄存器完全自动，无需额外的编程干预。

4o

You said:

串口是如何写入SBUF的

ChatGPT said:

ChatGPT

SBUF（Serial Buffer Register）是8051单片机用于串口通信的一个特殊功能寄存器。它的作用是在串行通信过程中存储发送和接收的数据。理解SBUF如何被写入数据涉及了解串口通信的底层硬件操作过程。

串口接收数据写入SBUF的过程

当外部设备通过串口发送数据到8051单片机时，数据的写入过程是自动完成的，由8051的硬件管理。以下是详细的过程描述：

  1. 外部数据传输：

    • 外部设备通过串行通信（通常是UART协议）发送数据。数据通过8051的RXD引脚进入单片机。

  2. 接收器硬件工作：

    • 8051内部的UART接收器硬件不断监控RXD引脚上的电平变化，检测起始位（通常是低电平）以开始接收数据。
    • 一旦检测到起始位，接收器硬件按照设定的波特率开始采样和接收后续的8位数据（通常是8位）。

  3. 数据移位寄存器：

    • 在接收过程中，数据位会依次进入一个硬件移位寄存器。移位寄存器用于临时存储接收到的每一位数据，直到完整的字节（8位数据）接收完成。

  4. 数据传输到SBUF：

    • 当完整的8位数据接收完毕后，硬件将这个字节自动转移到SBUF寄存器中。
    • 同时，硬件会将RI（接收中断标志位）置1，表示SBUF中有新数据可供读取。

  5. 软件读取SBUF：

    • 在接收中断服务程序中或通过轮询，程序员可以从SBUF寄存器中读取这个数据字节，以进行后续处理。

串口发送数据写入SBUF的过程

发送数据的过程稍有不同，主要涉及到程序员将数据写入SBUF的操作：

  1. 程序员写入SBUF：

    • 当需要发送数据时，程序员在代码中直接将数据写入SBUF寄存器。例如：

      复制代码

      c

      Copy code

      SBUF = dataToSend; // 将数据写入SBUF寄存器

  2. 发送器硬件工作：

    • 一旦数据写入SBUF，8051内部的UART发送器硬件自动开始将数据从SBUF寄存器中逐位移出，通过TXD引脚发送出去。
    • 数据首先进入发送移位寄存器，然后通过串行方式逐位发送，开始发送的同时，TI（发送中断标志位）会被清除。

  3. 发送完成：

    • 当整个数据字节被发送完毕后，硬件自动将TI标志位置1，通知程序员数据发送已经完成。
    • 在中断服务程序或轮询中，程序员可以检测TI标志位，并执行相应的处理（如发送下一个数据字节）。

总结

  • 接收数据 ：当外部设备通过串口发送数据到8051单片机时，数据经过硬件接收器被逐位移入移位寄存器，最终存入SBUF寄存器。这一过程是完全由硬件自动完成的。

  • 发送数据 ：程序员通过代码将要发送的数据写入SBUF寄存器，UART发送器硬件随后将数据从SBUF逐位发送出去。

通过这些硬件机制，SBUF作为数据缓冲区，在串口通信中扮演着关键角色，使得数据的接收和发送变得简便且高效。

4o

4o

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