一、原理简介
51单片机内部有一个全双工串行接口。什么叫全双工串口呢？一般来说，只能承受或只能发送的称为单工串行;既可接纳又可发送，但不能一起进行的称为半双工;能一起接纳和发送的串行口称为全双工串行口。串行通讯是指数据一位一位地按次序传送的通讯方法，其杰出长处是只需一根传输线，可大大下降硬件本钱，合适远距离通讯。其缺陷是传输速度较低。
与之前相同，首要咱们来了解单片机串口相关的寄存器。
SBUF寄存器：它是两个在物理上独立的接纳、发送缓冲器，可一起发送、接纳数据，可经过指令对SBUF 的读写来区别是对接纳缓冲器的操作仍是对发送缓冲器的操作。然后操控外部两条独立的收发信号线RXD（P3.0）、TXD（P3.1），一起发送、接纳数据，完结全双工。
串行口操控寄存器SCON（见表1） 。
表1 SCON寄存器
表中各位（从左至右为从高位到低位）意义如下。
SM0 和SM1 ：串行口作业方法操控位，其界说如表2 所示。
表2 串行口作业方法操控位
其间，fOSC 为单片机的时钟频率;波特率指串行口每秒钟发送（或接纳）的位数。
SM2 ：多机通讯操控位。 该仅用于方法2 和方法3 的多机通讯。其间发送机SM2 = 1（需求程序操控设置）。接纳机的串行口作业于方法2 或3，SM2=1 时，只有当接纳到第9 位数据（RB8）为1 时，才把接纳到的前8 位数据送入SBUF，且置位RI 宣布中止恳求引发串行接纳中止，不然会将承受到的数据抛弃。当SM2=0 时，就不论第位数据是0 仍是1，都将数据送入SBUF，并置位RI 宣布中止恳求。作业于方法0 时，SM2 有必要为0。
REN ：串行接纳答应位：REN =0 时，制止接纳;REN =1 时，答应接纳。
TB8 ：在方法2、3 中，TB8 是发送机要发送的第9 位数据。在多机通讯中它代表传输的地址或数据，TB8=0 为数据，TB8=1 时为地址。
RB8 ：在方法2、3 中，RB8 是接纳机接纳到的第9 位数据，该数据正好来自发送机的TB8，然后辨认接纳到的数据特征。
TI ：串行口发送中止恳求标志。当CPU 发送完一串行数据后，此刻SBUF 寄存器为空，硬件使TI 置1，恳求中止。CPU 呼应中止后，由软件对TI 清零。
RI ：串行口接纳中止恳求标志。当串行口接纳完一帧串行数据时，此刻SBUF 寄存器为满，硬件使RI 置1，恳求中止。CPU 呼应中止后，用软件对RI 清零。
电源操控寄存器PCON（见表3） 。
表3 PCON寄存器
表中各位（从左至右为从高位到低位）意义如下。
SMOD ：波特率加倍位。SMOD=1，当串行口作业于方法1、2、3 时，波特率加倍。SMOD=0，波特率不变。
GF1、GF0 ：通用标志位。
PD（PCON.1） ：掉电方法位。当PD=1 时，进入掉电方法。
IDL（PCON.0） ：待机方法位。当IDL=1 时，进入待机方法。
波特率核算：在了解了串行口相关的寄存器之后，咱们可得出其通讯波特率的一些定论：
① 方法0 和方法2 的波特率是固定的。
在方法0 中， 波特率为时钟频率的1/12， 即fOSC/12，固定不变。
在方法2 中，波特率取决于PCON 中的SMOD 值，即波特率为：
当SMOD=0 时，波特率为fosc/64 ;当SMOD=1 时，波特率为fosc/32。
② 方法1 和方法3 的波特率可变，由守时器1 的溢出率决议。
当守时器T1 用作波特率产生器时，一般选用守时初值主动重装的作业方法2（ 留意：不要把守时器的作业方法与串行口的作业方法搞混杂了）。其计数结构为8 位，假定计数初值为Count，单片机的机器周期为T，则守时时刻为（256 ？Count）×T 。然后在1s内产生溢出的次数（即溢出率）可由公式（1）所示：
然后波特率的核算公式由公式（2）所示：
在实践运用时，一般是先确认波特率，后依据波特率求T1 守时初值，因而式（2）又可写为：
二、电路详解
怎么设置51单片机的串行口来完结与PC机通讯
下面就对图1 所示电路进行具体阐明。
最小体系部分（时钟电路、复位电路等）第一讲现已讲过，在此不再叙说。咱们关键来了解下与核算机通讯的RS-232 接口电路。能够看到，在电路图中，有TXD 和RXD 两个接纳和发送指示状况灯，此外用了一个叫MAX3232 的芯片，那它是用来完结什么的呢？首要咱们要知道核算机上的串口是具有RS-232 规范的串行接口，而RS-232 的规范中界说了其电气特性：高电平“1”信号电压的规模为-15V~-3V，低电平“0”
信号电压的规模为+3V~+15V。或许有些读者会问，它为什么要以这样的电气特性呢？这是因为凹凸电平用相反的电压表明，至少有6V 的压差，十分好的提高了数据传输的可靠性。因为单片机的管脚电平为TTL，单片机与RS-232 规范的串行口进行通讯时，首要要处理的便是电平转化的问题。一般来说，能够挑选一些专业的集成电路芯片，如图中的MAX3232。MAX3232 芯片内部集成了电压倍增电路，单电源供电即可完结电平转化，并且作业电压宽，3V~5.5V 间均能正常作业。其典型运用如图中所示，其外围所接的电容对传输速率有影响，在试验套件中选用的是0.1μF。
值得一提的是MAX3232 芯片具有两对电平转化线路，图中只用了一路，因而浪费了另一路，在一些场合能够将两路并联以取得较强的驱动抗干扰才能。此外，咱们有必要了解图中与核算机相连的DB-9 型RS-232的引脚结构（见图2）。
怎么设置51单片机的串行口来完结与PC机通讯
其各管脚界说如下（见表4）。
怎么设置51单片机的串行口来完结与PC机通讯
表4 DB-9型接口管脚界说
三、程序规划
本讲规划实例程序如下：
#include “AT89X52.h” （1）
void Init_Com（void） （ 2）
{
TMOD = 0x20; （ 3）
PCON = 0x00; （ 4）
SCON = 0x50; （ 5）
TH1 = 0xE8; （ 6）
TL1 = 0xE8; （ 7）
TR1 = 1; （ 8）
}
void main（void） （ 9）
{
unsigned char dat; （ 10）
Init_Com（）; （ 11）
while（1） （ 12）
程序具体阐明：
（1）头文件包括。
（2）声明串口初始化程序。
（3）设置守时器1 作业在形式2，主动装载初值（详见第二讲）。
（4）SMOD 位清0，波特率不加倍。
（5）串行口作业在方法1，并答应接纳。
（6）守时器1 高8 位赋初值。波特率为1200b/s（7）守时器1 低8 位赋初值。
（8）发动守时器。
（9）主函数。
（10）界说一个字符型变量。
（11）初始化串口。
（12）死循环。
（13）假如接纳到数据。
（14）将接纳到的数据赋给之前界说的变量。
（15）将接纳到的值输出到P0 口。
（16）对接纳标志位清0，预备再次接纳。
（17）将接纳到的数据又发送出去。
（18）查询是否发送结束。
（19）对发送标志位清0。
四、调试关键与试验现象
接好硬件，经过冷发动方法将程序所生成的。hex文件下载到单片机运转后，翻开串口调试帮手软件，设置好波特率1200，复位单片机，然后在经过串口调试帮手往单片机发送数据（见图3），能够调查到在接纳窗口有发送的数据显现，此外电路板上的串行通讯指示灯也会闪耀，P0 口所接到LED 灯展闪耀所接纳到的数据。
图3 串口软件调试界面
别的串口调试帮手软件运用时应留意的是，假如单片机开发板选用串口下载并且和串口调试帮手是运用同一串口，则在翻开串口软件的一起不能给单片机下载程序，如需求下载，请首关键击“封闭串口”，做发送试验的时分，留意假如选中16 进制发送的便是数字或许字母的16 进制数值，比方发送“0”，实践接纳的就应该是0x00，假如不选中，默许发送的是ASCII 码值，此刻发送“0”，实践接纳的就应该是0x30，这点能够经过调查板子P0 口上的对应的LED 指示出来。
五、总结
本讲介绍了单片机串口通讯的原理并给出了实例，经过该讲，读者能够了解和把握51 单片机串口通讯的原理与运用流程，使用串口通讯，单片机能够与核算机相连，也能够单片机互联或许多个单片机彼此通讯组网等，在实践的工程运用中十分广泛。从学习的视点来说，娴熟的使用串口将单片机体系中的相关信息显现在核算机上能够很直观便利的进行调试和开发。
