【STC89C51单片机】串口通信

串口简介

STC89C51RC/RD+系列单片机内部集成有一个功能很强的全双工串行通信口，与传统8051单片机的串口完全兼容。设有2个互相独立的接收、发送缓冲器，可以同时发送和接收数据。发送缓冲器只能写入而不能读出，接收缓冲器只能读出而不能写入，，因而两个缓冲器可以共用一个地址码(99H)。两个缓冲器统称串行通信特殊功能存器SBUF

1. 串口接线方式

2. 通信过程

输入/输出数据缓冲器都叫做SBUF, 都用99H地址码，但是是两个独立的8位寄存器
代码体现为： 想要接收数据 char data = SBUF 想要发送数据 SBUF = data
UART是异步串行接口，通信双方使用时钟不同，因为双方硬件配置不同，但是需要约定通信速度，叫做波特率

相关寄存器

1. SBUF（Serial Buffer Register）

发送数据：写数据到SBUF，数据会从TXD引脚发送出去。
接收数据：当接收到的数据存储在SBUF，可以从SBUF读取数据。

2. SCON（Serial Control Register）

SCON寄存器用于控制串口的工作方式和状态。其位定义如下：

• SM0, SM1：选择串口的工作模式（Mode）
• 0 0：模式0，移位寄存器方式，波特率为定时器频率/12
• 0 1：模式1，8位UART，波特率可变
• 1 0：模式2，9位UART，波特率为定时器频率/32或/64
• 1 1：模式3，9位UART，波特率可变
• REN：允许接收（Receiver Enable）
• TB8：在模式2或3中使用的第9位发送数据
• RB8：在模式2或3中使用的第9位接收数据
• TI：发送中断标志（Transmit Interrupt Flag）
• RI：接收中断标志（Receive Interrupt Flag）

3. PCON（Power Control Register）

PCON寄存器的SMOD位用于控制串口波特率加倍：

• SMOD：当设为1时，串口波特率加倍。

4. TCON（Timer Control Register）

TCON寄存器中的位用于控制定时器/计数器的启动和中断。它们在串口通信中的作用主要是用于定时器的控制。

5. 串口波特率

波特率（Baud Rate）是串行通信中的一个重要参数，它定义了每秒钟传输的比特数。80C51的串口波特率可以通过定时器1的溢出率来控制。
波特率公式：

模式1和模式3

$\text{波特率}=\frac{2^{SMOD}}{32}\times \left(\frac{\text{晶振频率}}{12\times (256-TH1)}\right)$
其中，SMOD为PCON寄存器中的波特率加倍位，TH1为定时器1的高字节。

代码示例

发送数据：

void serial_send(char data) {SBUF = data;   // 将数据写入SBUF寄存器while (!TI);   // 等待发送完成TI = 0;        // 清除发送中断标志
}

接收数据

char serial_receive() {while (!RI);   // 等待接收完成RI = 0;        // 清除接收中断标志return SBUF;   // 读取接收的数据
}

相关寄存器配置**

void UartInit(void)     
{//9600bps@11.0592MHzAUXR = 0x01;SCON = 0x50; //配置串口工作方式1，REN使能接收TMOD &= 0x0F;TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式位8位自动重装  TH1 = 0xFD;TL1 = 0xFD;//9600波特率的初值TR1 = 1;//启动定时器 EA = 1;//开启总中断ES = 1;//开启串口中断
}

完整代码

#include "reg52.h"
sfr AUXR = 0x8e;void UartInit(void)     
{//9600bps@11.0592MHzAUXR = 0x01;SCON = 0x50; //配置串口工作方式1，REN使能接收TMOD &= 0x0F;TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式位8位自动重装  TH1 = 0xFD;TL1 = 0xFD;//9600波特率的初值TR1 = 1;//启动定时器 EA = 1;//开启总中断ES = 1;//开启串口中断
}
//发送数据
void serial_send(char data_mes) {SBUF = data_mes;   // 将数据写入SBUF寄存器while (!TI);   // 等待发送完成TI = 0;        // 清除发送中断标志
}
//接收数据
char serial_receive() {while (!RI);   // 等待接收完成RI = 0;        // 清除接收中断标志return SBUF;   // 读取接收的数据
}void serial_string(char* p) {while(*p != '\0'){serial_send(*p);p++;}}void Delay1000ms()		//@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;i = 43;j = 6;k = 203;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}void main()
{UartInit();while(1){Delay1000ms();serial_string("hello word\r\n");}
}