单片机串口通信实验报告

1、信息工程学院实验报告成绩:课程名称：单片机原理及接口实验工程名称：串口通信实验实验时间：2017.5指导教师（签名）:一、实验目的：1了解什么是串口，串口的作用等。2、了解串口通信的相关概念3、利用keil软件，熟悉并掌握中串口通信的使用4、通过实验，熟悉串口通信程序的格式，串口通信的应用等 二、实验原理1、串口通信概念：单片机应用与数据采集或工业控制时，往往作为前端机安装在工业现场，远离主机，现场数据采用串行通信方式发往 主机进展处理，以降低通信本钱，提高通信可靠性。如下列图所示。9 / 72、串口数据通信方式及特点数据通信方式有两种：并行通信与串行通信并行通信：所传送数据的各位同时发送或接

2、收，数据有多少位就需要多少根数据线。特点：速度快，本钱高，适合近距离传输如计算机并口，打印机，8255 串行通信：所传送数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。只需一根数据，一根地线，共 2根 特点：本钱低，硬件方便，适合远距离通信， 传输速度低。串行通信与并行通信示意图如下：3、串行通信根本格式 单工通信：数据只能单向传送。 半双工通信：通信是双向的，但每一时刻，数据流通的方向是单向的。 全双工通信：允许数据同时在两个方向流动，即通信双方的数据发送和接收是同时进展的4、异步串行通信/同步串行通信 异步串行通信：异步串行通信采用如下的帧构造：起始位+ 8位数据位+停顿位 或 起始位+ 9位数据位

3、+停顿位其中：起始位为低电平，停顿位为高电平。优点：硬件构造简单缺点：传输速度慢 同步串行通信：在同步通信中，发送方在数据或字符开场处就用同步字符（常约定12个字节）指示一帧的开场，由时钟来实现发送端和接收端同步，接收方一旦检测到与规定的同步字符符合，下面就连续按顺序传送假设干个数据，最后发校验字节。见下列图:数据1数据2一*SYN字符*1 ： S¥N字符X连续传送口个数抿校验5、串行通信过程与 UART根本的计算机异步串行通信系统中，两台计算机之间通过三根信号线TxD RxD和GND连接起来，TxD与GND构成发送线路，RxD与GND构成接收线路。一台计算机的 TxD RxD线分别

4、与另一台计算机的 RxD TxD线相连。由于在串行通信过程中的并串转换、 串并转换、线路检测、采样判决、组帧、 拆帧、发送和接收等操作需消耗 CPU大量时间，以至 CPU无法处理其它工UART通用异步串行通信接收发送器作，因而开发岀专用于处理异步串行通信发送和接收工作的芯片UART传骗结拘CPU只需将要发送的一个字节数据交给UART,其它发送工作由UART自动完成，当UART将一帧数据发送完毕，会通知CPU已发送完，可提交下一个字节。UART自动监测线路状态并完成数据接收工作，当接收到一个字节数据后，UART会通知CPU来读取。采用UART后,CPU的负担大大减轻了。6、MCS 51的串行通信

5、接口MCS 51单片机部集成有一个 收、发送缓冲器，这两个缓冲器同名发送SBUF:只能写，不能读；接收SBUF:只能读，不能写。UART用于全双工方式的串行通信，可以同时发送、接收数据。它有两个互相独立的接SBUF共用一个地址号99H。SBUF = a a = SBUF串行接口有四种工作方式，有的工作方式时其波特率是可变的。用户可以用软件编程的方法在串行控制存放器SCON中写入相应的控制字就可改变串行口的工作方式。串行口构造图如下:8定时器T1TI I串存控制SCON(98H)串行通信的传送过程说明：甲方发送时，CPU执行指令SBUF =A启动了发送过程，数据并行送入SBUF，在发送时钟shi

6、ft的控制下由低位到高位一位一位发送，乙方在接收时钟shift的控制下由低位到高位顺序进入移位存放器 SBUF，甲方一帧数据发送完毕，置位发送中断标志TI,该位可作为查询标志或引起中断，CPU可再发送下一帧数据 。乙方一帧数据到齐即接收缓冲器满， 置位接收中断标志 RI，该位可作为查询标志或引起接收中断，通过A=SBUF CPU将这帧数据并行读入。由上述可知：1. 甲、乙方的移位时钟频率应一样，即应具有一样的波特率，否那么会造成数据丧失。2. 发送方是先发数据再查标志，接收方是先查标志再收数据。通信过程图如下:甲方（发送）乙方£接收）SBL1shiftWIJ-弄1T数据MOV A ,

7、 SRUF RI串行数据SBL1shiftSCON和能改变波特率的特殊功能存放器PCONo其作用如下:7、串行接口的控制存放器：串行接口的控制存放器有两个，串行控制存放器1SCON字节地址98H，可位寻址SCON用于确定串行通道的操作方式和控制串行通道的某些功能。也可用于发送和接收第九个数据位 TB& RB8,并有接收和发送中断标志RI及TI位。SCON各位的意义如下：SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI方式选择多机 控制审行接收 允许/禁止欲发的 第九位收到的 第九位发:送中 断有/无接收中 断旬无此处，SMO、SM1指定了串行通信的工作方式，假设设振荡器频率为 fosc,那

8、么规定如下列图:SMO SM1 方式说明波特率0 0 0移位寄存器fosc / 120 1 18 位 UART可变10 29 位 UARTfosc / 64或fgu / 321139 位 UART可变SM2:在方式2、3时，多机通信的控制位。方式 0: SM2=0;方式1:假设SM2= 0,只要接收到8位数据，就激发中断标志RI= 1；假设SM2= 1,那么只有在接收到有效停顿位时才能激发中断标志RI= 1，否那么接收数据无效，且 RI仍为08、串行口波特率计算方式:串疔口的波特率2 弘 IODfoscX3212x256 -(llll)9、串行口的波特率有两种方式：固定波特率和可变波特率10、

9、串行通信编程方式：查询方式和中断方式。查询方式：查 TI或Ri是否为“ 1"。中断方式：如果预先开了中断，当Tl、RI为“1",会自动产生中断。注意：两种方式中当发送或承受数据后都要注意清Ti或RI。查询方式发送程序：（先发后查发送一个数据-查询TI -发送下一个数据查询方式接收程序：先查后收查询RI-读入一个数据-查询 RI-读下一个数据中断方式发送程序：发送一个数据-等待中断，在中断中再发送下一个数据。中断方式接收程序：等待中断，在中断中再接收一个数据。查询方式发送流程图以及接收流程图:7T询万式及回c枠禺开始设宦半tr迪信方式，允许接枚置接收綴冲区首址接收数旅块氏度修

10、改他址指针 和块长度计数番L匹V羣部数据接收屯R=l?接收数据中断方式发送流程图以及接收流程图如下:中断方式发送流程图壬稈序中斯服务祚序涓TT椽改地址猎针和块检度计数器中断方式 主程挣卩断服务秤序门初始化、启动【1匸作 I设宦串行通俏方式丨匱接收数据块首址 数抓块怏度il数器1 -> K V WF：SN塩送數据笈送数据0 -> LA, TL1S一1寻待中断中断返回三、实验容与步骤实验容:1, 验证开发板例程中的电脑通过串口助手发送数据给开发板，单片机收到后返回电脑的例子2, 、修改例程，实现上课串口例子中，第一个发送字符串的程序。四、实验结果及分析：程序如下：#include<reg51.h>#include<string.h>char s="玮教师最帅"char a=O,b=O;void main()TMOD=0x20;SCON=