单片机学习笔记四

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串口

简介

什么是串口

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

• 是设备间接线通信的一种方式
• 数据一位一位地顺序传送
• 双向通信，全双工
• 传送速度相对较慢

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。

​ 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/sRS-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

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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

RS-485

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。

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关于串口的电平

经常听说的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

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

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• 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

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• 上官一号

  

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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

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印象塑造

• 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

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• 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

对于电脑来说，别人做好了软件，鼠标点点点就能配置好，而苦逼单片机的波特率配置需要我们写代码

点点点配置什么，我们代码也要配置对应参数

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• 字符'a'是如何从单片机上传到PC的

  a的ASSII码是97，16进制就是0x61, 二进制是01010001，这个8位就是数据位

  串口工作模式1，一帧数据有10位，起始位（0），数据位，停止位（1）

  那么a的一帧数据就是 0 1000 1010 1 起始位，a的低位到高位，停止位

• 除了速度要求，还要有数据格式，双方暗号对上了再发数据，所以有起始位，和停止位 的概念

串口代码

发送一个字符

#include <REG52.H>
sfr AUXR = 0x8E;
void Delay1000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	i = 8;
	j = 1;
	k = 243;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
void UartInit(void)		//9600bps@11.0592MHz
{
	PCON &= 0x7F;		//波特率不倍速
	SCON = 0x50;		//8位数据,可变波特率
	AUXR &= 0xBF;		//定时器时钟12T模式
	AUXR &= 0xFE;		//串口1选择定时器1为波特率发生器
	TMOD &= 0x0F;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x20;		//设置定时器模式
	TL1 = 0xFD;		//设置定时初始值
	TH1 = 0xFD;		//设置定时重载值
	ET1 = 0;		//禁止定时器%d中断
	TR1 = 1;		//定时器1开始计时
}

void main()
{
	char data_msg = 'A';
	UartInit();
	while (1)
	{
		Delay1000ms();
		SBUF = data_msg;
	}
}

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---

发送一个字符串

#include <REG52.H>
sfr AUXR = 0x8E;
void Delay1000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	i = 8;
	j = 1;
	k = 243;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
void UartInit(void)		//9600bps@11.0592MHz
{
	AUXR = 0x01;
	SCON = 0x50; //配置串口工作方式1，REN使能接收
	TMOD &= 0xF0;
	TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式位8位自动重装	
	TH1 = 0xFD;
	TL1 = 0xFD;//9600波特率的初值
	TR1 = 1;//启动定时器	
	EA = 1;//开启总中断
	ES = 1;//开启串口中断
}
void sendByte(char data_msg){
	SBUF = data_msg; 
	while (!TI);
	TI = 0 ; 
	
}
void SendString(char* str){
	while (*str != '\0')
	{
		sendByte(*str);
		str++; 
	}
	
}
void main()
{
	UartInit();
	while (1)
	{
		Delay1000ms();
		SendString("xiaoliutongxue NB\r\n");
	}
}

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---

代码中的

while(!TI);
	TI = 0;

TI 是单片机串口发送中断的请求位：

• 当 串行数据发送 结束时 TI=1
• 在发送过程中为 TI = 0 ；

所以 当在发送数据的时候 TI0 通过 while等待 直到数据全部写入完成

想要实现换行 使用会使串口数据换行对齐

---

PC发送数据 控制开发板的小灯

当RI = 1 的时候 单片机就知道 串口 有数据来了

这里需要和发送请求为TI做区分

接收完数据后需要软件将RI接受位 置0

非中断方式 判断串口数据接受位

#include <REG52.H>
#include<STDIO.H>
sfr AUXR = 0x8E;
sbit LED = P3^6; 
void Delay1000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	i = 8;
	j = 1;
	k = 243;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
void UartInit(void)		//9600bps@11.0592MHz
{
	AUXR = 0x01;
	SCON = 0x50; //配置串口工作方式1，REN使能接收
	TMOD &= 0xF0;
	TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式位8位自动重装	
	TH1 = 0xFD;
	TL1 = 0xFD;//9600波特率的初值
	TR1 = 1;//启动定时器	
	EA = 1;//开启总中断
	ES = 1;//开启串口中断
}
void sendByte(char data_msg){
	SBUF = data_msg; 
	while (!TI);
	TI = 0 ; 
}
void SendString(char* str){
	while (*str != '\0')
	{
		sendByte(*str);
		str++; 
	}
	
}
void main()
{
    char cmd;
	UartInit();
	while (1)
	{
		Delay1000ms();
		SendString("xiaoliutongxue NB\r\n");
        if(RI == 1){
           cmd = SBUF;
           if (cmd == 'o')
           {
                LED = 0 ; 
           }else if (cmd == 'c')
           {
            LED = 1; 
           }
           RI =0;
        }
	}
}

中断方式

中断号为 4 需要开启总中断 使EA = 1 开启串口中断 ES = 1

#include <REG52.H>
#include <STDIO.H>
sfr AUXR = 0x8E;
sbit LED = P3 ^ 6;
void Delay1000ms() //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
    i = 8;
    j = 1;
    k = 243;
    do
    {
        do
        {
            while (--k)
                ;
        } while (--j);
    } while (--i);
}
void UartInit(void) // 9600bps@11.0592MHz
{
    AUXR = 0x01;
    SCON = 0x50; //配置串口工作方式1，REN使能接收
    TMOD &= 0xF0;
    TMOD |= 0x20; //定时器1工作方式位8位自动重装
    TH1 = 0xFD;
    TL1 = 0xFD; // 9600波特率的初值
    TR1 = 1;    //启动定时器
    EA = 1;     //开启总中断
    ES = 1;     //开启串口中断
}
void sendByte(char data_msg)
{
    SBUF = data_msg;
    while (!TI)
        ;
    TI = 0;
}
void SendString(char *str)
{
    while (*str != '\0')
    {
        sendByte(*str);
        str++;
    }
}
char cmd[128];
void main()
{

    UartInit();
    while (1)
    {
        Delay1000ms();
        SendString("xiaoliutongxue NB\r\n");
    }
}
void UART_Hander() interrupt 4
{
    static int i = 0 ; 
    if (RI)
    {
        RI = 0;
        cmd[i] = SBUF;
        i++; 
        if (i == 12 )
        {
            i = 0 
        }
        
        if (cmd == 'o')
        {
            LED = 0;
        }
        else if (cmd == 'c')
        {
            LED = 1;
        }
    }
}

处理 单词命令

头文件string.h 处理字符串 详见[C 标准库 – | 菜鸟教程 (runoob.com)]:

用到的api

strstr(参数1,参数2)

• 参数1 需要在那个字符串中查找
• 参数2 要查找的字符串

memset(参数1，参数2，参数3)

• 参数1 要初始化的字符串数组或指针
• 参数2 要初始化为什么字符
• 参数3 该字符串的大小 根据数组大小或者指针大小而定

#include <REG52.H>
#include "STRING.H"
#include <STDIO.H>
sfr AUXR = 0x8E;
sbit LED = P3 ^ 6;
#define SIZE 16 
void Delay1000ms() //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
    i = 8;
    j = 1;
    k = 243;
    do
    {
        do
        {
            while (--k)
                ;
        } while (--j);
    } while (--i);
}
void UartInit(void) // 9600bps@11.0592MHz
{
    AUXR = 0x01;
    SCON = 0x50; //配置串口工作方式1，REN使能接收
    TMOD &= 0xF0;
    TMOD |= 0x20; //定时器1工作方式位8位自动重装
    TH1 = 0xFD;
    TL1 = 0xFD; // 9600波特率的初值
    TR1 = 1;    //启动定时器
    EA = 1;     //开启总中断
    ES = 1;     //开启串口中断
}
void sendByte(char data_msg)
{
    SBUF = data_msg;
    while (!TI)
        ;
    TI = 0;
}
void SendString(char *str)
{
    while (*str != '\0')
    {
        sendByte(*str);
        str++;
    }
}
char cmd[16];
void main()
{
LED = 0 ; 
    UartInit();
    while (1)
    {
        Delay1000ms();
        SendString("xiaoliutongxue NB\r\n");
    }
}
void UART_Hander() interrupt 4
{
    static int i = 0 ; 
    if (RI)
    {
        RI = 0;
        cmd[i] = SBUF; //将SBUF的第一位放到cmd[0]
        i++;  // 向后累加 
        if (i == SIZE)
        {
            i = 0 ;//指向头部
        }
        
        if (strstr(cmd,"en")) // open 
        {
            LED = 0;
            i= 0 ; 
            memset(cmd,'\0',SIZE);
        }
        else if (strstr(cmd,"se")) //close
        {
            LED = 1;
            i = 0 ;
            memset(cmd,'\0',SIZE);
        }
    }
}