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介绍
串行通信意味着一次逐位传输数据，而在并行通信中，一次可传输的位数取决于可用于通信的数据线的数量。
两种串行通信方法是
- 同步通信：一次在帧结构中传输批量数据
- 异步通信：一次传输帧结构中的字节数据
8051内置UART，分别在PORT3.0和PORT3.1上有RXD（串行数据接收引脚）和TXD（串行数据发送引脚）。
异步通信
异步串行通信广泛用于面向字节的传输。
异步通信中的帧结构：
START位：它与串行通信的启动有关，它总是低。
数据位包：数据位可以是5到9位包。通常我们使用8个数据位包，它总是在START位之后发送。
STOP位：这是一位或两位。它在数据位包之后发送以指示帧结束。停止位始终为逻辑高电平。
在异步串行通信帧中，第一个START位后跟数据字节，最后一个STOP位形成一个10位帧。有时最后一位也用作奇偶校验位。
8051串行帧结构
数据传输速率
数据传输速率以每秒比特（bps）为单位。在二进制系统中，它也称为波特率（每秒信号变化的数量）。支持的标准波特率为1200,2400,4800,19200,38400,57600和115200.通常，当速度不是大问题时，大多数情况下使用9600 bps。
接口标准
- 8051串行通信具有TTL电压电平，逻辑0为0 v，逻辑1为5 V.
- 在计算机和大多数用于串行通信的旧设备中，使用带有DB9连接器的RS232协议。RS232串行通信具有与8051串行通信不同的电压电平。即逻辑0为+3 v至+25 v，逻辑1为-3 v至-25 V.
- 因此要与RS232协议通信，我们需要使用MAX232 IC等电压电平转换器。
- 虽然DB9连接器中有9个引脚，但我们不需要使用所有引脚。只需要连接第二个Tx（发送），第三个Rx（接收）和第五个GND引脚。
8051串行接口
8051 UART编程
波特率计算：
- 为了满足标准波特率，通常使用11.0592 MHz的晶振。
- 通常，8051将晶体频率除以12得到机器周期频率为921.6 kHz。
- 8051的内部UART模块将该机器周期频率除以32，得到UART使用的28800 Hz频率。
- 要实现9600的波特率，再将28800 Hz频率除以3。
- 这是通过在模式2中使用Timer1（自动重载模式）来实现的，方法是将253置于TH1（8位寄存器）中。
- 因此，在每3个周期后定时器将溢出，28800 Hz将被除以3 。
- 我们可以通过将分频因子放入TH1寄存器来实现不同的波特率。
分频因子实现不同的波特率
串行通信寄存器
SBUF：串行缓冲寄存器
这是用于通过它传输或接收数据的串行通信数据寄存器。
SCON：串行控制寄存器
串行控制寄存器SCON用于设置串行通信操作模式。它还用于控制发送和接收操作。
位7：6 – SM0：SM1：串行模式说明符
通常，模式-1（SM0 = 0，SM1 = 1）与8个数据位，1个起始位和1个停止位一起使用。
Bit 5 – SM2：用于多处理器通信
该位启用模式2和3中的多处理器通信功能。
Bit 4 – REN：接收使能
1 =接收启用
0 =接收禁用
Bit 3 – TB8：第9个发送位
这是在模式2和3（9位模式）下发送的第9位
Bit 2 – RB8：第9个接收位
这是模式2和3（9位模式）中的第9个接收位，与模式1中一样，如果SM2 = 0，则RB8保持接收到的停止位
Bit 1 – TI：发送中断标志
该位表示发送完成，并在从缓冲区发送字节后置位。通常，TI（发送中断标志）由硬件在模式0的第8位结束时设置，在其他模式下的停止位开始时由硬件设置。
Bit 0 – RI：接收中断标志
该位表示接收完成，并在接收缓冲区中的完整字节后置位。通常RI（接收中断标志）由硬件在模式0的第8位结束时的接收模式和其他模式的停止位接收时间设置。
编程步骤
- 在自动重新加载模式下配置定时器1。
- 根据所需的波特率加载TH1值，例如9600波特率设置为0xFD。（十进制-3）
- 使用串行模式和控制位加载SCON。例如，对于模式1和启用接收，加载0x50。
- 通过将TR1位设置为1来启动timer1。
- 在SBUF寄存器中加载传输数据。
- 等到轮询TI标志完全传输加载的数据。
- 设置TI标志后，将其清除并从步骤5开始重复以传输更多数据。
例
让程序8051（这里是AT89C51）在模式1下以9600波特率串行发送字符数据“test”
串行数据传输程序
/*
* 8051_Serial_UART
* http://www.qutaojiao.com
*/
#include <reg51.h> /* Include x51 header file */
void UART_Init()
{
TMOD = 0x20; /* Timer 1, 8-bit auto reload mode */
TH1 = 0xFD; /* Load value for 9600 baud rate */
SCON = 0x50; /* Mode 1, reception enable */
TR1 = 1; /* Start timer 1 */
}
void Transmit_data(char tx_data)
{
SBUF = tx_data; /* Load char in SBUF register */
while (TI==0); /* Wait until stop bit transmit */
TI = 0; /* Clear TI flag */
}
void String(char *str)
{
int i;
for(i=0;str[i]!=0;i++) /* Send each char of string till the NULL */
{
Transmit_data(str[i]); /* Call transmit data function */
}
}
余下程序：
8051串行中断
8051 UART有一个串行中断。无论何时发送或接收数据，分别激活串行中断标志TI和RI。
8051串行中断具有向量地址（0023H），如果启用了全局和串行中断，它可以跳转到ISR（中断服务程序）。
让我们看看串行通信编程中将如何使用串行中断例程。
编程步骤
- 将计时器1设置为自动重新加载模式。
- 根据所需的波特率加载TH1值，例如9600波特率负载0xFD。
- 使用串行模式和控制位加载SCON。例如，对于模式1并启用接收负载0x50。
- 通过将TR1位设置为1来启动timer1。
- 启用全局和串行中断位，即EA = 1且ES = 1。
- 现在，只要接收或发送数据，就会设置中断标志，控制器将跳转到串行ISR。
- 注意，TI / RI标志必须由ISR中的软件清除。
注意：对于发送和接收中断，分配相同的中断向量地址，因此当控制器跳转到ISR时，我们必须通过TI和RI位状态检查它是Tx中断还是Rx中断。
例
让程序8051（此处为AT89C51）在模式1中以9600波特率串行接收字符数据，并使用串行中断在端口1上发送接收数据。
在此示例中，在接收到字节后，将设置RI标志，该标志将生成串行中断。
中断后，8051将跳转到串行ISR例程。
在ISR例程中，我们将数据发送到端口1。
串行中断程序
/*
* 8051_Serial_Interrupt
* http://www.electronicwings.com
*/
#include <reg51.h> /* Include x51 header file */
void Ext_int_Init()
{
EA = 1; /* Enable global interrupt */
ES = 1; /* Enable serial interrupt */
}
void UART_Init()
{
TMOD = 0x20; /* Timer 1, 8-bit auto reload mode */
TH1 = 0xFD; /* Load value for 9600 baud rate */
SCON = 0x50; /* Mode 1, reception enable */
TR1 = 1; /* Start timer 1 */
}
余下程序：
本节课程序下载：
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