初识UART串行总线,51单片机串口通信

串口基本认知

  • 串行接口简称串口,也称串行通信接口或串行通讯接口(通常指COM接口),是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口(Serial Interface)是指数据一位一位地顺序传送。其特点是通信线路简单,只要一对传输线就可以实现双向通信(可以直接利用电话线作为传输线),从而大大降低了成本,特别适用于远距离通信,但传送速度较慢。

    1. 是设备间接线通信的一种方式
    2. 数据一位一位地顺序传送
    3. 双向通信,全双工
    4. 传输速度相对较慢
  • 关于电器标准和协议

    串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定,不涉及接插件、电缆或协议。

    1. RS-232

      在这里插入图片描述

      也称标准串口,最常用的一种[串行通讯接口,比如我们的电脑主机的9针串口 ,最高速率为20kb/s。

      RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的,其传送距离最大为约15米。所以RS-232适合本地设备之间的通信。

    2. RS-422

      由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收节点,最多可接10个节点。即一个主设备(Master),其余为从设备(Slave),从设备之间不能通信,所以RS-422支持点对多的双向通信。

      RS-422的最大传输距离为1219米,最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比。

    3. RS-485

      在这里插入图片描述

      是从RS-422基础上发展而来的,无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。

  • 关于串口的电平

    UART:异步串行是指UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),通用异步接收/发送。UART包含TTL电平的串口和RS232电平的串口。

    1. RS232电平

      逻辑1为-3~-15V的电压,逻辑0为3-15V的电压。

      笔记本通过RS232电平和单片机通信如下图所示:

      在这里插入图片描述

    2. TTL电平

      TTL是Transistor-Transistor Logic,即晶体管-晶体管逻辑的简称,它是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。TTL电平信号应用广泛,是因为其数据表示采用二进制规定:

      +5V等价于逻辑”1”,0V等价于逻辑”0”。

      数字电路中,由TTL电子元器件组成电路的电平是个电压范围,规定:

      输出高电平>=2.4V,输出低电平<=0.4V;

      输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8V。

      笔记本电脑通过TTL电平与单片机通信:

      TX发送线 (端口) 3.1

      RX接收线 (端口) 3.0

      USB转TTL,使用ch340通信

      在这里插入图片描述

      上官一号

      在这里插入图片描述

串口通信

  • 串口接线方式

    RXD:数据输入引脚,数据接受;STC89系列对应P3.0口,上官一号有单独引出

    TXD:数据发送引脚,数据发送;STC89系列对应P3.1口,上官一号有单独引出

    接线方式:

    在这里插入图片描述

  • 串口编程要素

    1. 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;

      在这里插入图片描述

    2. 回忆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。

      在这里插入图片描述

串口相关寄存器的配置以及串口的工作模式

  • 串口相关寄存器

    **在这里插入图片描述
    **

    STC89C51RC/RD+系列单片机的串行口设有两个控制寄存器:串行控制寄存器SCON和波特率选择特殊功能寄存器PCON。

    1. PCON:电源控制寄存器

      在这里插入图片描述

    2. SCON:串行控制寄存器

      在这里插入图片描述

    3. 波特率的计算

      计算在方式1下,单片机工作在12T模式,晶振频率为11.0592MHz时,配置9600bps的TH1初值。

      9600 = (2^0/32)×[11059200/12(256-TH1)]
      

      经过计算,TH1=0xFD 。

单片机向PC发送字符串

  • 代码

    #include "reg52.h"
    #include "intrins.h"
    sfr AUXR = 0x8E;
    void Delay1000ms()		//@11.0592MHz
    {
    	unsigned char i, j, k
    	_nop_();
    	i = 8;
    	j = 1;
    	k = 243;
    	do
    	{
    		do
    		{
    			while (--k);
    		} while (--j);
    	} while (--i);
    }
    void UartInit(void)		//9600bps@11.0592MHz
    {
    	AUXR = 0x01;//提升系统EMI性能
    	PCON = 0x00;//SMOD0 = 0时SCON中的SM0,和SM1一起指定串行口的工作方式
    	SCON = 0x40;//串口工作方式1,且REN=0,禁止串口接收
    	
    	TMOD &= 0x0F;
    	TMOD |= 0x20;//定时器1的工作方式8位自动重装
    	
    	TH1 = 0xFD;
    	TL1 = 0xFD;//9600bps的TH1初值
    	TR1 = 1;//启动定时器
    }
    void send_byte(char data_msg)
    {
    	SBUF = data_msg;
    	while(!TI);
    	TI = 0;
    }
    void send_str(char* data_msg)
    {
    	while(*data_msg != '\0'){
    		send_byte(*data_msg);
    		data_msg++;
    	}
    }
    void main()
    {
    	UartInit();
    	while(1){
    		Delay1000ms();
    		send_str("to be number one\r\n");
    	}
    }
    
  • 串口中断控制led

    /*
    波特率9600
    每隔一秒,单片机向PC发送一个字符串
    PC上位机串口调试助手发送open点亮LED,发送close关闭LED
    */
    #include "reg52.h"
    #include "intrins.h"
    #include "string.h"
    #define SIZE 12
    sfr AUXR = 0x8E;
    sbit D5 = P3^7;
    char cmd[SIZE];
    void Delay1000ms()		//@11.0592MHz延时函数
    {
    	unsigned char i, j, k;
    
    	_nop_();
    	i = 8;
    	j = 1;
    	k = 243;
    	do
    	{
    		do
    		{
    			while (--k);
    		} while (--j);
    	} while (--i);
    }
    void UartInit(void)		//9600bps@11.0592MHz
    {
    	AUXR = 0x01;//提升系统EMI性能
    	PCON = 0x00;//SMOD0 = 0时SCON中的SM0,和SM1一起指定串行口的工作方式
    	SCON = 0x50;//串口工作方式1,且REN=0,允许串口接收
    	
    	TMOD &= 0x0F;
    	TMOD |= 0x20;//定时器1的工作方式8位自动重装
    	
    	TH1 = 0xFD;
    	TL1 = 0xFD;//9600bps的TH1初值
    	TR1 = 1;//启动定时器
    	
    	EA = 1;//开启总中断
    	ES = 1;//开启串口中断
    }
    void send_byte(char byte)//发送一个字符
    {
    	SBUF = byte;//把数据写入发送缓冲区SBUF
    	while(!TI);//数据发送完的标志是TI=1,所以等待数据发送完
    	TI = 0;//软件清零
    }
    void send_str(char* data_msg)//发送一个字符串
    {
    	while(*data_msg != '\0'){
    		send_byte(*data_msg);
    		data_msg++;
    	}
    }
    void main()
    {
    	D5 = 1;//初始化led为熄灭
    	UartInit();//串口初始化
    	while(1){
    		Delay1000ms();
    		send_str("to be number one\r\n");//发送字符串 带换行:\r\n
    	}
    }
    
    void uart_handler() interrupt 4  //串口中断
    {
    	static int i =0;//静态变量,只被初始化一次
    	if(RI){
    		RI = 0;
    		cmd[i] = SBUF;//接收缓冲区的数据给cmd[i],串口传输数据是一位一位的传输
    		i++;
    		if(strstr(cmd,"open")){
    			D5 = 0;
    			i = 0;
    			memset(cmd,'\0',SIZE);
    		}
    		if(strstr(cmd,"close")){
    			D5 = 1;
    			i = 0;
    			memset(cmd,'\0',SIZE);
    		}
    	}
    	if(TI);
    }
    

相关推荐

  1. 51单片机——串口通信编程

    2024-04-02 18:32:01       19 阅读
  2. UART通信协议:串行通信的精华

    2024-04-02 18:32:01       26 阅读

最近更新

  1. leetcode705-Design HashSet

    2024-04-02 18:32:01       5 阅读
  2. Unity发布webgl之后打开streamingAssets中的html文件

    2024-04-02 18:32:01       5 阅读
  3. vue3、vue2中nextTick源码解析

    2024-04-02 18:32:01       6 阅读
  4. 高级IO——React服务器简单实现

    2024-04-02 18:32:01       5 阅读
  5. 将图片数据转换为张量(Go并发处理)

    2024-04-02 18:32:01       4 阅读
  6. go第三方库go.uber.org介绍

    2024-04-02 18:32:01       6 阅读
  7. 前后端AES对称加密 前端TS 后端Go

    2024-04-02 18:32:01       7 阅读

热门阅读

  1. 第一章设计模式概述

    2024-04-02 18:32:01       3 阅读
  2. 介绍几个AI相关的工具

    2024-04-02 18:32:01       4 阅读
  3. 【软考高项范文】论信息系统项目的进度管理

    2024-04-02 18:32:01       6 阅读
  4. WebRTC即时通讯核心协议-TRUN(RFC5766)

    2024-04-02 18:32:01       3 阅读
  5. 队列的顺序实现

    2024-04-02 18:32:01       2 阅读
  6. 松鼠症患者福音-视频下载工具

    2024-04-02 18:32:01       3 阅读
  7. set的一些用法和问题

    2024-04-02 18:32:01       4 阅读
  8. 【Tomcat】Apache Tomcat 8.5正式结束官方支持

    2024-04-02 18:32:01       4 阅读
  9. macad.interaction解析liveactions、panels

    2024-04-02 18:32:01       3 阅读
  10. 从唯一序列码、单例模式到集群的思考

    2024-04-02 18:32:01       4 阅读
  11. promise.race方式使用

    2024-04-02 18:32:01       3 阅读