单片机串行通信

1、1.基本原理1.1 8051单片机串行口工作原理MCS-51系列单片机片内有一个串行IO端口，通过引脚RXD(P30)和TXD(P31)可与外设电路进行全双工的串行异步通信。8051单片机的串行端口有4种基本工作方式，通过编程设置，可以使其工作在任一方式，以满足不同应用场合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以扩展单片机的IO电路；方式1多用于双机之间或与外设电路的通信；方式2，3除有方式l的功能外，还可用作多机通信，以构成分布式多微机系统。串行端口有两个控制寄存器(SCON和PCON)，用来设置工作方式、发送或接收的状态、特征位、数据传送的波特率(每秒传送的位数)以及作为中断标志等。

2、串行端口有一个数据寄存器SBUF(在特殊功能寄存器中的字节地址为99H)，该寄存器为发送和接收所共同。发送时只写不读；接收时，只读不写。在一定条件下，向SBUF写入数据就启动了发送过程；读SBUf就启动了接收过程。串行通信的波特率可以程控设定。在不同工作方式中，由时钟振荡频率的分频值或由定时器T1的溢出率确定，使用十分方便灵活。1.2 波特率的设定 在串行通信中，收发双方对发送和接收数据的速率（即波特率）要有一定的约定，8051的波特率发生器的时钟来源有两种：一是来自于系统时钟的分频值，由于系统时钟的频率是固定的，所以此种方式的波特率是固定的；另一种是由定时器T1提供的，波特率由溢出率控制，T

3、1的计数初值是可以用软件改写的，因此是一种可变波特率方式，此时T1工作于定时方式2（8位自动重装入方式）。波特率是否提高一倍由PCON的SMOD值确定，SMOD=1时，波特率加倍。串行口的工作方式中，方式0和方式2采用固定波特率，方式1和方式3采用可变波特率。2.电路的设计2.1自发自收电路图3.1自发自收电路 上图是本次课程设计的第一个要求：用自发自收的方式，实现串行中的自检，当串口正常时，发光二极管亮，否则，灯不亮。因此只需要一个单片机即可实现该功能。2.2串行通信电路图3.2串行通信电路上图是实现第二个要求：甲乙两机采用串行方式1通信。的图。在本次的设计中，两边都是采用相同的波特率为48

4、00.。其中甲机为主机，发送程序；已机为从机，接收数据，并在乙机上显示器上显示出甲机发送的数据：0，1，2，3，4，.1F.。3串行通信程序设计3.1程序设计流程图 设定T1和scon设定发送数据地址指针和块长度计数器开中断开关EA允许串行口中断发送等待中断清T1修改数据地址指针和块长度计数器全部数据发送完发送中断返回清EA或ESYN主程序中断服务程序（a）中断方式发送程序主程序设定T1和SCON置位REN允许接收开中断开关EA允许串行口中断等待中断中断服务程序清R1接收数据数据送接收缓冲器数据块接收完清EA或ES中断返回NY设定接收缓冲区首址置接收数据个数计数器（b）中断方式接收程序图2.1

5、串行通信中断方式流程图 串行通信可采用两种方式：查询方式和中断方式，T1和R1是一帧发送完否或一帧数据到齐否的标志。当采用中断方式: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。接收程序：等待中断，在中断中再接收一个数据。两种方式中，当发送或接收数据后都要注意清T1或R1。为保证收、发双方的协调，除两边的波特率要一致外，双方可以约定以某个标志字符作为发送数据的起始，发送方先发这个标志字符，待对方收到该字符，并给以回应后再正式发数据。以上是针对点对点的通信，如果是多机通信，标志字符就是各个分机的地址。3.2自发自收程序ORG 0000HMOV TMOD,#20HMOV TH1,#0

6、CCHMOV TL1,#0CCH ；设定波特率SETB TR1MOV SCON,#50HABC : CLR TI MOV P1,#0FEH ；LED灭 ACALL DAY ；延时 MOV A,#0FFH MOV SBUF,A ；发送数据FFH JNB RI, $ ；RI1等待 CLR RI MOV A,SBUF ；接收数据，A=FFH MOV P1,A ；灯亮 JNB TI, $ ；TI1等待 ACALL DAY ；延时 SJMP ABCDAY: MOV R0,#0DAL: MOV R1,#0 DJNZ R1, $ DJNZ R0,DAL RET END3.3发送程序及分析#include&l

7、t;reg51.h>unsigned int i;unsigned char table="0123456789abcdefg"void init()TMOD=0x20 ;/设定定时器T1TH1=0xfa ;/串口波特率4800bpsTL1=0xfa ;PCON=0x00 ;/置SMOD=0SCON=0x40 ;/置SM0=0,SM1=1TR1=1 ;/开定时器T1void main()init() ;for(i=0;i<16;i+)SBUF=tablei ;while(TI=0) ;TI=0 ; 这段就是应用中断方式所编写发送的程序.。串行通信的编程时有要点如

8、下：定好波特率，串行口的波特率有两种方式：固定波特率和可变波特率。当使用可变波特率时，应计算T1的初值，并对T1进行初始化。本次的实验中，因为要用8位自动重装入方式，故要采用方式2，所以设定的TH1=TL1=oxfa。又因为倍率不加倍，所以SMOD=0。再有串行口采用方式1工作，所以SCON=0400-化为二进制为：0100 0000 即SM0 SM1 选择方式1，的REN串行接收禁止，只是发送端。3.4接收程序及分析#include"reg52.h"#include"1602.c"#define uchar unsigned char#define u

9、int unsigned intuchar *p,*tempr,*q;uchar i;void reveal(uchar *temp) ; /液晶显示函数/*函数名：init_serial函数功能：从机串行通信方式初始化*/void init_serial()TMOD=0x20 ; /设定定时器T1TL1=0xfa ; /串口波特率4800bpsTH1=0xfa ;PCON=0x00 ; /置SMOD=0SCON=0x50 ; /工作方式1，允许接收EA=1 ; /开中中断ES=1 ; /开串口中断TR1=1 ; /开定时器T1void main()p=0x20 ;/将存储单元的首地址赋给p，

10、q=p ;/且之后的程序中p的值不用改变*(p+15)=0x00 ;/用于判断赋值是否到达0x2f这一单元init_serial() ; /初始化串行通信while(1) if(*(p+15)!=0)/if语句为真的条件等同于赋值进行到0x2f单元break;ES=0 ; /赋值完成后关闭串口中断tempr=p ;reveal(tempr) ;/从RAM中提出接收到的数据并显示在液晶上while(1) ;void receive() interrupt 4RI=0;i=SBUF;*q=i;q+;这段便是应用中断方式所编写接收的程序.。串行通信的编程时要点与发送相同。TH1和TJ1的设定也相同，

11、TMOD的设定也相同的。只是SCON的设定是不同的。因为是接收方，所以SCON=0500。化为二进制便是：0101 0000 第4位REN=1.即串行接收允许。4仿真及结果分析利用软件将程序编译生成 HEX 文件，输入到单片机中，用Proteus进行仿真。自发自收电路仿真结果为发光二极管不停闪烁。双机串行通信电路仿真结果如下图：仿真结果图接收端的数码管按0,1,2,1F顺序显示，完成了数据从主机到从机的完整的发送，结果符合要求。完成了课程设计任务书上给出的两个作务。同时也完成了仿真。5.心得体会我认为，在这次的课程设计中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量

12、资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在设计过程中，我学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。   与队友的合作更是一件快乐的事情，只有彼此都付出，彼此都努力维护才能将作品做的更加完美。而团队合作也是当今社会最提倡的。曾经听过，mba之所以最近不受欢迎就是因为欠缺团队合作的精神和技巧。很感谢学校和老师给我们安排了这次课程设计，让我真正感受到的是合作的重要，许多时候都是组员的讨论，就出现的让人欣喜的结果；理论知识同样很重要，有些问题都是由于基础知识掌握不好才出现的.通过本次的实验，我对单片机有了更进一步的认识。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回