【精选】51单片机之 |
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目录 一 串口通信简介 二 前置知识 二 前置准备 三 实现单片机通过串口向电脑发送数据 四 实现单片机通过串口接收电脑发送数据 一 串口通信简介本篇文章将实现两个部分,第一部分为单片机通过串口向电脑发送数据;第二部分为电脑通过串口控制单片机LED灯 二 前置知识简单双串口通信有两根通信线:发送端TXD(transmit exchange data),接收端RXD(receive exchange data),并且他们是交叉连接。 如下图RXD和TXD即为单片机芯片上串口通信的两个引脚(注意它们与P3.0和P3.1引脚是复用的) 上图两个引脚接至单片机USB转TTL下载模块的RXD-U和TXD-U引脚(如下图所示,TXD为发送端,RXD为接收端,并且可以看到它们与RXD-U和TXD-U交叉连接) 下面是一些术语的简单介绍 然后介绍一下需要用到的寄存器: 1、SCON:串行控制寄存器(可位寻址),用于选择串行通信的工作方式和一些控制功能(1)SM0和SM1:用来确定串行口的工作方式: 我们常用的模式为模式1,所以此处初始化为 SM0=0 SM1=1。 (2)SM2:控制模式2和模式3多机通信,由于我们使用模式1,所以不需要用到,初始化为0即可。 (3)REN:控制是否允许串行接收,REN=1为允许串行接收,可以启动串行接收器RXD;REN=0为则禁止接收。若只使用发送则可以初始化为0,需要用到接收功能则初始化为1。 (4)TB8和RB8:都用于模式2和3,不需要用到,感兴趣的话可以去单片机手册上了解,这里初始化为0即可。 (5)TI:发送 中断请求标志位。在模式1中,停止位开始发送时由内部硬件置1,表示向主机请求中断;中断响应后需要软件复位,即TI=0。初始化为0。 (6)RI:接收 中断请求标志位。在模式1中,接收到停止位时由内部硬件置1;中断响应后由软件复位0,初始化为0。 由此可知在代码中,我们可以初始化SCON寄存器为0x40(单片机通过串口向电脑发送数据)或0x50(单片机通过串口接收电脑发送的数据)。 2、PCON:电源控制寄存器(不可位寻址)(1)SMOD:波特率选择位,控制波特率是否加倍。 (2)SMOD0:帧错误检测有效位,控制是否启用帧错误检测。 3、SBUF:串口数据缓存寄存器,用于存放待发送数据这里还需要配置定时器相关寄存器,这个我会额外出一篇文章来讲,这里只需要和我一样配置就行,其他没提到的寄存器均无需配置。 二 前置准备硬件准备:STC89C52RC单片机一块(要操作的led灯为划红线部分),电脑一台 软件准备:Keil5、stc-isp
Keil5主要用来编写程序代码,生成.hex文件;stc-isp用来将生成的.hex文件烧录程序到单片机中,我们还需要使用其附带的串口助手工具 三 实现单片机通过串口向电脑发送数据首先新建工程,芯片选择AT89C52。 创建项目后记得把生成.hex文件的项勾上,我们之后就是将这个文件烧录进单片机。 首先我们可以写一个函数来初始化各个寄存器的参数,可以直接使用stc-isp软件的波特率计算器来生成这样的初始化函数,记得要根据自己的单片机的具体参数来配置,不节的问然可能会出现接收错误字节。这里波特率为4800(可以根据自己的需要来改)可以记住,后面会用到: 下面是初始化函数: void UART_Init(){ /**串口寄存器配置**/ SCON = 0x40; //初始化串行口控制寄存器 PCON |= 0x80; //使能波特率倍速位SMOD /**定时器寄存器配置**/ TMOD &= 0x0f; //这段代表TMOD低四位保持不变,高四位清0 TMOD |= 0x20; //设定定时器1为8位自动重装方式 TL1 = 0xf4; //设定定时初值 TH1 = 0xf4; //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 }然后创建一个函数用于写一个字节的数据到SBUF(串口数据缓冲寄存器)中,写入后会由硬件自动完成发送,发送完成后硬件会把TI(发送中断请求标志位)置1: void UART_SendByte(unsigned char Byte){ SBUF = Byte; //将数据写入串口数据缓存寄存器 while(TI == 0); //等待TI置1,即发送完成前一直等待,TI=1即为发送完成 TI = 0; //发送完成后,需要软件复位 }然后在main函数中调用这两个函数: void main(){ UART_Init(); //初始化寄存器 while(1){ UART_SendByte(0x66); //表示发送66这个字节(十六进制) } }这样一个最简单的单片机向电脑通过串口发送数据的demo代码就完成了。 最后编译该代码,使用stc-isp将编译好的hex文件烧录进单片机。 打开stc-isp内置的串口助手,设置好波特率(这里波特率没配置好可能会出现发送的字节是错误的情况),然后打开串口助手,可以看到接收缓冲区中一直出现单片机发送的字节。至此,使用单片机通过串口发送数据给电脑的demo就已经完成了! 四 实现单片机通过串口接收电脑发送数据接收串口信息需要将串口控制寄存器中的REN位置为1,即允许单片机通过串口接收信息,所以SCON要从原来的0x40变为现在的0x50。因为接收信息是被动的,串口通过中断来提醒单片机有信息要接收,所以需要打开串口中断(EA=1, ES=1)。 所以可以编写初始化函数如下: void UART_Init(){ /**串口寄存器配置**/ SCON = 0x50; //初始化串行口控制寄存器,REN位为1 PCON |= 0x80; //使能波特率倍速位SMOD /**定时器寄存器配置**/ TMOD &= 0x0f; //这段代表TMOD低四位保持不变,高四位清0 TMOD |= 0x20; //设定定时器1为8位自动重装方式 TL1 = 0xf4; //设定定时初值 TH1 = 0xf4; //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 EA=1; //启动所有中断 ES=1; //启动串口中断 }查询单片机手册可知串口的中断号为4: 所以可以编写串口中断子函数(在函数圆括号后加上 interrupt 4即可),无需调用,当串口中断产生时就会执行函数里面的内容: void UART_Routine() interrupt 4{ if(RI == 1){ //当接收到数据的时候,让控制led的P2端口等于串口数据缓冲寄存器中的值,从而实现串口控制led灯 P2 = ~SBUF; //因为0为灯亮,所以要取反 RI = 0; //软件复位 } }注意,由于串口发送和接收都会引起这个中断,所以我们需要通过RI位(接收中断请求标志位)来判断是否接收到数据,接收到数据才对单片机led进行操作,操作完要把RI位置0. 这个例子中main函数只需要调用初始化函数即可,中断函数无需调用: void main(){ UART_Init(); while(1){ } }最后编译该代码,使用stc-isp将编译好的hex文件烧录进单片机。 还是打开串口助手,如果我们想让led的高四位亮起,我们可以发送十六进制数F0(1111 0000),点击发送数据即可: 此时单片机的高4位亮起:
至此,关于单片机串口通信的两个简单demo就此完成,我们也可以根据这个最基本的demo来拓展出其他更加高级的功能,这个之后会继续更新。本人是初学单片机,如果有错误或者问题欢迎大家在评论区中交流! |
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