单片机学习之十八：串行通讯程序：单片机发送

一、试验现象：

每次按下k0按键，由单片机向电脑发送数据62。

二、试验意图

把握单片机串行通讯的概念、特色

把握串行通讯波特率的核算办法

把握max232接口芯片的衔接办法

把握办法1串口通讯的简略程序编写

三、试验任务分析：

在这个试验里边，咱们来学习编写一个单片机和PC机之间的通讯程序。首要咱们来学习一些和串行通讯有关的理论常识。

通讯的根本办法分为并行通讯和串行通讯。因为MCS-51系列单片机有一个异步全双工（全双工：指的是数据能够一起进行双向的传送）的串行口，所以咱们只研讨串行通讯的问题。这儿有个新概念－异步，下面咱们简略的给咱们解释一下。

（一）、异步通讯的概念

因为单片机自带的串行口是异步的，所以咱们现在只研讨异步通讯问题

在异步传送中，一帧信息是一位一位进行传送的。每一个要传送的字符要用“开端位”和“中止位”作为字符开端和完毕的标志，传送的时分每个字符的的组成格局如下：

1帧信号＝开端位＋数据位（可所以5、6、7、8位数据）＋中止位，详细格局由通讯两边约好。

（二）、关于异步通讯需求了解的常识

从异步通讯的特色中咱们能够知道，在异步数据传送中，通讯两边事前有必要约好两项事宜：

（1）、字符格局：两边要约好两者之间以什么样的格局传递信息，比方字符的编码办法、奇偶校验办法、以及开端位和中止位的规则。在单片机中咱们是靠挑选串口的作业办法来约好格局的，怎么挑选稍后介绍。

（2）、波特率：在异步数据传送中，通讯两边传送数据的速率应该相同。咱们用“波特率”作为衡量数据传送速率的目标，它界说为“每秒传送的数据位数”。

例如：数据传送的速率是120字符/秒，每一个字符假如是10位，则传送的波特率为：120×10＝1200（比特）

一般的，异步传送速率在50～9600比特之间。

可见，在通讯程序中，咱们首要应该进行初始化作业，约好两边异步通讯的相关协议。

那么怎样进行初始化呢？这就涉及到串行接口的操控问题，下面咱们来谈谈这个问题。

（三）、MCS-51的串行通讯接口

MCS-51单片机内部有一个功用很强的异步全双工串行口，该串行口有四种作业办法，供不同的场合运用（怎么挑选后边介绍）。通讯的波特率能够由咱们编写的软件设置，由片内的定时器/计数器T1或许T0发生。下面咱们就来详细的介绍一下。

1、串行口的作业办法

串行口的四种作业办法中，串行通讯只运用办法1、2、3，办法0首要用于扩展I/O口，这种办法咱们不做详细阐明，咱们可参阅相关教材。

办法1：

这是串口通讯中最常用的办法，为10位异步通讯接口，一帧信息（10位）＝开端位（0）＋8位数据（低位在前）＋中止位（1）。

别的，办法1还有一个特色，波特率可变，咱们能够灵敏进行设置（怎么设置咱们稍后介绍），因而这种办法在串行通讯中运用的十分广泛，咱们在该试验中，就挑选这个作业办法。

办法2和3：

一般用于主－从式多机通讯的状况下，本试验选用的是办法1，所以咱们暂时也不介绍拉！

2、串行口作业办法的挑选

已然决议选用办法1，那么就要对操控寄存器初始化了。串行口的四种通讯办法，运用哪种由特别功用寄存器SCON决议（也在特别功用寄存器区，地址是98H，可位寻址，它的各位在单片机复位的时分被清零）。SCON各位阐明如下：图

SM0、SM1：串行接口的作业办法挑选：

00－办法0；01－办法1；10－办法2；11－办法3。因为在该试验中咱们挑选办法1，所以应该把SM0和SM1置为01。

SM2：答应办法2和办法3进行多机通讯的操控位，所以假如咱们运用办法2、3进行多机通讯时，将该方位1；可是在本试验中咱们选用办法1，所以SM2置0即可。

再来看看TI：串行口发送中止标志。

当一帧信息发送完结时，发送中止标志TI置1，向CPU请求中止。所以在有串口中止程序的时分，咱们初始化的时分应该把这一方位0，以免还没有开端发送就请求中止啦！（咱们先这样简略的解释一下，说多了咱们可能会晕哦，假如想了解的愈加详细，自己参阅相关教材吧！^_^）。

RI：串行口承受中止标志。

当串口承受完一帧信息后，承受中止标志RI置1，向CPU请求中止，假如CPU答应中止，就进入串行中止服务程序。相同，在有串口中止程序的时分，初始化的时分也应该把RI清0，以免还没有开端承受就请求中止啦！

可是这儿需求阐明一点：CPU事前不能分辩是TI仍是RI的中止请求，所以有必要在中止服务程序中加以判别，然后在程序顶用软件清零。

REN：答应串行口承受操控位。当REN=1时为答应串行口承受数据；当REN=0时为制止承受状况。在这个试验里边，因为咱们用单片机发送数据，所以这一方位0置1均可，咱们就把它置0吧。

TB8：在办法1中该位没有用，在办法2、3中，是要发送的第九位数据。所以这一位是1和0均可。

RB8：在办法2、3中，它是承受到的第九位数据位。在办法1中，当SM2=0，RB8是现已承受的中止位。

综上所述，咱们这个试验里边，对串口的初始化程序可所以：mov scon，＃40h

3、串口波特率的核算

当串口作业于办法1，波特率是可变的，咱们能够灵敏的进行设置，经过给计数器置入不同的初值，发生不同的波特率。

计数初值N和波特率之间的联系能够用下面的公式描绘：

N=28－（2SMOD×fosc）/（32×12×波特率）

其间的SMOD是特别功用寄存器PCON的最高位，叫做波特率挑选位，格局如下，其间和串口有关的只要D7位，其他的咱们就不研讨了。

它的设置能够经过如下的程序完结：

mov pcon，＃00h ；使smod＝0

mov pcon，＃80h ；使smod＝1

下面经过比如阐明N的核算办法，例如：

（1）、体系晶振12MHZ，当SMOD=1，欲发生的波特率为2400，时间常数N的核算如下：

N=256－（2×12×106）/（32×12×2400）＝256－26.04＝230＝E6H

（2）、体系晶振12MHZ，当SMOD=0，欲发生的波特率为2400，时间常数N的核算如下：

N=256－（1×12×106）/（32×12×2400）＝256－13.02=243＝F3H

关于N的核算咱们就简略的说这么多吧，后边的阐明里边有一个常用的波特率设置的表格，在设置波特率的时分能够进行查阅。

从上面咱们能够看到，SMOD取0或许1都能够发生2400的波特率，那么究竟应该怎么挑选呢？其实，SMOD的挑选影响着波特率的准确度。关于这部分内容的详细评论咱们能够参阅相关教材，咱们就不多说了。

4、数据的发送进程

设置好了串口的作业办法和波特率，咱们就能够进行数据的发送拉。发送的进程如下：CPU履行一条将数据写入发送缓冲区SBUF的指令即可发动发送（如mov sbuf，a），串行数据从TXD引脚输出，发送完一帧数据后，由硬件把TI置位。

（五）、单片机的串口电平转化电路

以上咱们介绍的是单片机串口的界说和设定，在实际运用的时分，单片机串口输出的是TTL电平，传输的间隔十分有限，不超越1.5m。而电脑的串口输出的是RS232电平，两者的电平并不相同，需求外接接口进行电平匹配，这个电平转化芯片选用专用芯片max232来完结。

在学习板的电路上，是选用3线制衔接串口，也便是说和电脑的9针串口衔接3条线即可，RXD（串行输入通道）、TXD（串行输出通道）、GND，对咱们来说现已够用了。详细的电路如下图所示，这是一个典型电路，能够直接运用：

对这个电路咱们简略解释一下：

T1IN、T2IN： 两路TTL电平输入引脚，衔接单片机的串行输出TXD脚。

T1OUT、T2OUT： 两路RS232电平输出引脚，衔接电脑9针串口的串行输入RXD。

R1IN、R2IN： 两路RS232电平输入，衔接电脑9针串口的串行输出TXD端。

R1OUT、R2OUT：两路TTL电平输出，衔接电脑9针串口的串行输入RXD端。

4个外接%&&&&&%进行电压匹配和电源去耦。

经过MAX232的TTL和RS232输入输出端口，主动调理了单片机串口的TTL电平信号和RS232串行通讯信号的电平匹配。

趁便说一句：本试验是单片机和电脑之间的串行通讯，两者电平不同，所以需求电平转化芯片，假如是单片机和单片机之间的通讯，两者都是TTL电平，就不需求进行电平转化，两个串口能够直接经过导线衔接。

（六）、串口调试帮手

为了能够在电脑上看到单片机发送过来的数据，咱们有必要用一个软件来调查通讯状况。这儿选用“串口调试帮手”软件，这是一个绿色软件，无需装置，能够直接运转。它的设置办法可见下面的图解：

四、试验程序

org 0000h

clr p1.5

;以下是串口初始化程序

mov scon,#40h ;挑选串口作业于办法1

mov tmod,#20h ;定时器T1设置为作业办法2，用作波特率发生器

mov tl1,#0f3h ;依照波特率为2400核算初值

mov th1,#0f3h ;把计数初值送入常数缓冲器

mov pcon,#80h ;smod＝1，波特率变成4800

setb tr1 ;发动定时器T1

;以下判别是否按键k0按下

wait1: jb p1.1,wait1 ;k0没有按下，等候

acall del10ms ;延时10ms去颤动

jb p1.1,wait1 ;再次查询k0，是颤动回来

wait2: jnb p1.1,wait2 ;等候按键弹起

mov a,#62h ; 01100010送到a

mov sbuf,a ;发送信息，传送的一帧信息为：0＋01100010＋1

ajmp wait1 ;回来持续查询k0是否按下

del10ms: mov r7,#20 ;延时10ms子程序

del1: mov r6,#0ffh

del2: djnz r6,del2

djnz r7,del1

ret

end

五、几点阐明

1、该比如中，单片机向电脑发送的是一个数据，所以咱们咱们在串口帮手上挑选16进制显现，就会显现数据62，假如咱们不挑选16进制显现，那么发送的便是ASCII码，咱们能够试一下，这时显现的是字符b。

2、下表是串口常用的波特率设置，便于咱们运用的时分查阅：

作业 办法	波特率	Fosc=6M			Fosc=12M			Fosc=11.0592M
办法1 或许 办法3		SMOD	TMOD	TH1	SMOD	TMOD	TH1	SMOD	TMOD	TH1
	62500	–	–	–	1	20	FFH	–	–	–
	19200	–	–	–	–	–	–	1	20	FDH
	9600	–	–	–	–	–	–	0	20	FDH
	4800	–	–	–	1	20	F3H	0	20	FAH
	2400	1	20	F3H	0	20	F3H	0	20	F4H
	1200	1	20	E6H	0	20	E6H	0	20	E8H
	600	1	20	CCH	0	20	CCH	0	20	D0H