蓝桥杯之单片机设计与开发（13）——UART串口通信

旧城等待， 2022-03-18 01:40 233阅读 0赞

这都半个月没弄了，马上就要开学了，抓紧把模块搞完。

### UART串口通信初步认识 ###

51单片机内部存在UART模块，要想正确使用还需要配置相应的寄存器。

51单片机的UART串口通信的结构由串行口控制寄存器SCON、发送（P30—RXD）和接收（P31—TXD）电路组成。

### SCON ###

以下是STC15手册里的关于SCON和PCON的资料。

![20190218174550861.png][]

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![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW9tb19oYWE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW9tb19oYWE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

### 波特率 ###

关于波特率，波特率就是发送二进制数据位的速率，一般使用baud表示，就是发送一位二进制数据的持续时间为1/baud。

在通信之前，通信双方的波特率需要设置相同，才能实现正常通信。

在51单片机中，波特率发生器只能由定时器1和定时器2产生，不能使用定时器0。如果使用定时器2需要配置额外的定时器，默认是使用定时器1，而且**使用的是定时器1的8位自动重载模式**。

定时器的重载值计算公式为：

> TH1 = TL1 = 256 - FOSC / 12 / 2 / 16 / baud                           (12T模式)

如果程序中写了

PCON |= 0x80;

这时PCON的最高位将波特率提高一倍，计算公式就变成了：

> TH1 = TL1 = 256 - FOSC / 12 / 16 / baud                           (12T模式)

### 串口发送和接收 ###

串口的发送和接收电路在物理上有两个相同的SBUF寄存器，它们的地址都是0x99，但是一个用来做发送缓冲，一个用来做接收缓冲。

但是如何判断到底是发送还是接收，就看SBUF是在 = 前面，还是在 = 后面。如下所示：

SBUF = 1；          //发送
    /*———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————*/
    temp = SBUF;        //接收并存入temp变量中

### UART程序 ###

**main.c**

/*******************************************************************************
    * 文件名：main.c
    * 描  述：
    * 作  者：小默haa
    * 版本号：v1.0.0
    * 日  期: 
    * 备  注：
    *         
    *******************************************************************************/
    #include <STC15F2K60S2.H>
    #include "sys.h"
    
    void main(void)
    {
    	All_Init();
    	UartInit(9600);
    	EA = 1;
    	while(1)；
    }

**sys.c**

/*******************************************************************************
    * 文件名：sys.c
    * 描  述：系统文件
    * 作  者：小默haa
    * 版本号：v1.0.0
    * 日  期: 2019年1月15日
    * 备  注：系统中必要的一些程序放在这里
    *         
    *******************************************************************************/
    #include "sys.h"
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：All_Init
    * 输入值	：无
    * 返回值	：无
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年1月15日
    * 功能描述：外设初始化
    * 备注		：关闭所有外设
    *******************************************************************************/
    void All_Init(void)
    {
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;	//打开Y4C（LED）
    	P0 = 0xff;								//关闭LED
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;	//打开Y7C（数码管）
    	P0 = 0xff;								//关闭数码管
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0;	//打开Y5C
    	P0 = 0x00;								//关闭蜂鸣器、继电器
    	P2 = P2 & 0x1f;						//关闭所有使能
    }

**sys.h**

#ifndef _SYS_H_
    #define _SYS_H_
    
    typedef signed char int8;
    typedef signed int int16;
    typedef signed long int32;
    typedef unsigned char uint8;
    typedef unsigned int uint16;
    typedef unsigned long uint32;
    
    #include <stc15f2k60s2.h>
    
    //全局变量定义
    #define FOSC 11059200L		//系统时钟 11.0592MHz
    
    //sys.c
    void All_Init(void);
    
    //uart.c
    void UartInit(uint16 baud);
    
    #endif

**uart.c**

/*******************************************************************************
    * 文件名：uart.c
    * 描  述：UART程序
    * 作  者：小默haa
    * 版本号：v1.0.0
    * 日  期: 2019年2月18日
    * 备  注：
    *         
    *******************************************************************************/
    #include "sys.h"
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：UartInit
    * 输入值	：uint16 baud
    * 返回值	：none
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年2月18日
    * 功能描述：设置波特率
    * 备注		：
    *******************************************************************************/
    void UartInit(uint16 baud)
    {
      PCON &= 0x7F; 	//波特率不倍速
      SCON = 0x50;  	//8位数据,可变波特率
      AUXR &= 0xBF; 	//定时器1时钟为FOSC/12,即12T
      AUXR &= 0xFE; 	//串口1选择定时器1为波特率发生器
      TMOD &= 0x0F; 	//清除定时器1模式位
      TMOD |= 0x20;   //设定定时器1为8位自动重装方式
      TL1 = 256 - (FOSC / 12 / 32) / baud;     //设定定时初值
      TH1 = TL1;     	//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
    	ES = 1;					//使能串口中断
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：UART_Interrupt
    * 输入值	：none
    * 返回值	：none
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年2月18日
    * 功能描述：串口中断服务程序
    * 备注		：
    *******************************************************************************/
    void UART_Interrupt(void) interrupt 4
    {
    	if(RI)			//如果接收到
    	{
    		RI = 0;		//手动清零接收中断标志位
    		SBUF = SBUF + 1;	//接收到后+1再发送回去
    	}
    	
    	if(TI)			//如果发送完毕
    	{
    		TI = 0;		//手动清零发送中断标志位
    	}
    }

这是最简单的实现串口通信的程序。

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[20190218174550861.png]: /images/20220318/7707cc7f4b7a4f479de6f1eb6a3537f2.png
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