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51单片机串口通信的原理与应用流程解析

浏览 时间 2024-03-15 作者 华体app网页版

  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,只能接受或只能发送的称为单工串行;既可接收又可发送,但不能一起进行的称为半双工;能同时接收和发送的串行口称为全双工串行口。串行通信是指数据一位一位地按顺序传送的通信方式,其突出优点是只需一根传输线,可大幅度的降低硬件成本,适合远距离通信。其缺点是传输速度较低。

  SBUF 寄存器:它是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器,可同时发送、接收数据,可通过指令对SBUF 的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。从而控制外部两条独立的收发信号线),同时发送、接收数据,实现全双工。

  其中,fOSC 为单片机的时钟频率;波特率指串行口每秒钟发送(或接收)的位数。

  SM2 :多机通信控制位。 该仅用于方式2 和方式3 的多机通信。其中发送机SM2 = 1(需要程序控制设置)。接收机的串行口工作于方式2 或3,SM2=1 时,只有当接收到第9 位数据(RB8)为1 时,才把接收到的前8 位数据送入SBUF,且置位RI 发出中断申请引发串行接收中断,否则会将接受到的数据放弃。当SM2=0 时,就不管第位数据是0 还是1,都将数据送入SBUF,并置位RI 发出中断申请。工作于方式0 时,SM2 必须为0。

  REN :串行接收允许位:REN =0 时,禁止接收;REN =1 时,允许接收。

  TB8 :在方式2、3 中,TB8 是发送机要发送的第9 位数据。在多机通信中它代表传输的地址或数据,TB8=0 为数据,TB8=1 时为地址。

  RB8 :在方式2、3 中,RB8 是接收机接收到的第9 位数据,该数据正好来自发送机的TB8,从而识别接收到的数据特征。

  TI:串行口发送中断请求标志。当CPU发送完一串行数据后,此时SBUF 寄存器为空,硬件使TI 置1,请求中断。CPU 响应中断后,由软件对TI 清零。

  RI :串行口接收中断请求标志。当串行口接收完一帧串行数据时,此时SBUF 寄存器为满,硬件使RI 置1,请求中断。CPU 响应中断后,用软件对RI 清零。

  SMOD :波特率加倍位。SMOD=1,当串行口工作于方式1、2、3 时,波特率加倍。SMOD=0,波特率不变。

  另外与串行口相关的寄存器有前面文章叙述的定时器相关寄存器和中断寄存器。定时器寄存器用来设定波特率。中断允许寄存器IE 中的ES 位也用来作为串行I/O 中断允许位。当ES = 1,允许 串行I/O 中断;当ES = 0,禁止串行I/O 中断。中断优先级寄存器IP的PS 位则用作串行I/O 中断优先级控制位。当PS=1,设定为高优先级;当PS =0,设定为低优先级。

  波特率计算:在了解了串行口相关的寄存器之后,我们可得出其通信波特率的一些结论:

  在方式0 中, 波特率为时钟频率的1/12, 即fOSC/12,固定不变。

  当定时器T1 用作波特率发生器时,通常选用定时初值自动重装的工作方式2( 注意:不要把定时器的工作方式与串行口的工作方式搞混淆了)。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,则定时时间为(256 ?Count)×T 。从而在1s内发生溢出的次数(即溢出率)可由公式(1)所示:

  在实际应用时,通常是先确定波特率,后根据波特率求T1 定时初值,因此式(2)又可写为:

  最小系统部分(时钟电路、复位电路等)第一讲已经讲过,在此不再叙述。我们重点来了解下与计算机通信的RS-232 接口电路。能够正常的看到,在电路图中,有TXD 和RXD 两个接收和发送指示状态灯,此外用了一个叫MAX3232 的芯片,那它是用来实现什么的呢?首先我们要知道计算机上的串口是具有RS-232 标准的串行接口,而RS-232 的标准中定义了其电气特性:高电平“1”信号电压的范围为-15V~-3V,低电平“0”

  信号电压的范围为+3V~+15V。可能有些读者会问,它为何需要以这样的电气特性呢?这是因为高低电平用相反的电压表示,至少有6V 的压差,非常好的提高了数据传输的可靠性。由于单片机的管脚电平为TTL,单片机与RS-232 标准的串行口进行通信时,首先要解决的便是电平转换的问题。一般来说,可以再一次进行选择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,单电源供电就可以完成电平转换,而且工作电压宽,3V~5.5V 间均能正常工作。其典型应用如图中所示,其外围所接的电容对传输速率有影响,在试验套件中采用的是0.1μF。

  值得一提的是MAX3232 芯片拥有两对电平转换线路,图中只用了一路,因此浪费了另一路,在一些场合可以将两路并联以获得较强的驱动抗干扰的能力。此外,我们有必要了解图中与计算机相连的DB-9 型RS-232的引脚结构(见图2)。

  (6)定时器1 高8 位赋初值。波特率为1200b/s(7)定时器1 低8 位赋初值。

  接好硬件,通过冷启动方式将程序所生成的。hex文件下载到单片机运行后,打开串口调试助手软件,设置好波特率1200,复位单片机,然后在通过串口调试助手往单片机发送数据(见图3),可以观察到在接收窗口有发送的多个方面数据显示,此外电路板上的串行通信指示灯也会闪烁,P0 口所接到LED灯会闪烁所接收到的数据。

  另外串口调试助手软件使用时应注意的是,如果单片机开发板采用串口下载而且和串口调试助手是使用同一串口,则在打开串口软件的同时不能给单片机下载程序,如需要下载,请首先点击“关闭串口”,做发送实验的时候,注意如果选中16 进制发送的就是数字或者字母的16 进制数值,比如发送“0”,实际接收的就应该是0x00,如果不选中,默认发送的是ASCII 码值,此时发送“0”,实际接收的就应该是0x30,这点可以通过观察板子P0 口上的对应的LED 指示出来。

  本讲介绍了单片机串口通信的原理并给出了实例,通过该讲,读者能了解和掌握51 单片机串口通信的原理与应用流程,利用串口通信,单片机可以与计算机相连,也可以单片机互联或者多个单片机相互通信组网等,在实际的工程应用中十分普遍。从学习的角度来说,熟练的利用串口将单片机系统中的相关信息数据显示在计算机上可以很直观方便的进行调试和开发。

  程序名称:直流电机继电器控制正反转 编 程:jumpmysoul 程序功能:用两个按键控制直流电机的正反转 #include reg51.h sbit zheng=P1^0; //正转按钮 sbit fan=P1^1; //反转按钮 sbit JD=P3^0; //继电器控制引脚 void delay1ms(int); //*****************************主函数********************************* void main() { JD=0; P1=0xff; while(1) { if(zheng==0) //如果正转按钮按下

  1、单片机最小系统 电源 单片机中常见5v和3.3v的单片机,“5v”和“3.3v”分别只是他们正常工作的典型值,5v和3.3v单片机也是以他们正常工作典型值命名的,他们正常工作电压的标准范围要根据单片机手册查询, 晶振 晶振分无源晶振和有源晶振。实物图和原理图见下图。 无源晶振: 依靠单片机内部振荡电路才能工作,接到单片机两个振荡引脚即可,晶体两个引脚无区别,电压无要求,两侧通常有电容,手册有要求依据手册选电容,手册无要求一般选20pf。 有源晶振: 无需依靠单片机内部振荡电路,只需外部供电达到电压要求,即可产生振荡频率,接到单片机晶振输入引脚即可接受到晶振频率,单片机晶振输出引脚无需连接。 两者区别:无源晶振信号质

  】8 -- 按键的学习,单片机最小系统 /

  根据电路原理图,键盘扫描方法是:行线为输出线为输入线。一开始单片机将行线)全部输出低电平,此时读入列线数据,若列线全为高电平说明没有键接下,若有列线为低电平则调用延时程序来去除按键抖动。延时后再读入列线看是否有低电平,如果列线数据还是有低电平,说明确实有键接下,接下来便是确定键值。下面以第二行的S5键为例,看接下S5后我们该怎么得到这个键值。当判定确实有键接下之后,将行线轮流置为低电平,根据读入列线的数据能确定键值。首先,单片机将P1O置为低电平,P11~P13置为高电平,此时读出的列线数据全为高电平,说明第一行没有键接下;接着单片机将P11输出低电平,P1O、P12、P13置

  矩阵式键盘的编程方法 /

  0 引言 目前使用的电机模拟控制电路都很复杂,测量范围与精度不能兼顾,且采样时间比较久,难以测得瞬时转速。本文介绍的电机控制管理系统利用PWM控制原理,同时结合霍尔传感器来采集电机转速,并经单片机检测后在显示器上显示出转速值,而单片机则根据传感器输出的脉冲信号来分析转速的过程量,并超限自动报警。本系统同时设置有按键操作仪表,可用于调节电机的转速。 1 系统方案的制定 直流电机控制管理系统主要是以C8051单片机为核心组成的控制管理系统,本系统中的电机转速与电机两端的电压成比例,而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比,因此,由MCU内部的可编程计数器阵列输出PWM波,以调整电机两端电压与控制波形的占空比,以此来实现调速。本系统通过霍尔传感

  的直流电机转速测控系统设计 /

  相关概念 中断源:引起中断的事件 中断请求:中断源向CPU提出处理的请求 断点:发生中断时被打断程序的暂停点 中断响应:CPU暂停现行程序而转为响应中断请求的过程 中断处理程序:处理中断源的程序 中断处理:CPU执行有关的中断处理程序 中断返回:返回断点的过程 中断与子程序的区别 调用有点相似、但两者是不同的概念。 源不同。中断是由外部中断源产生的、具有不可预测和随机性、比如抛异常。子程序是由主程序安排调用的。 响应不同。中断系统要保护断点和现场、子程序只需保存断点。 功能不同。中断程序主要处理CPU外部异步事件、子程序调用是为主程序服务。 中断类型 外部中断源:外部硬件资源产生。上下

  与ROM之间的数据传送 MOVCA,@A + DPTR MOVCA,@A + PC 执行后会使/PSEN有效。 以DPTR为基地址的指令,可在ROM的64KB范围内查表;而以PC为基地址的指令只能在(PC)+ 1为中心上、下256B范围内查表。 例、设(A)=一个BCD码常数,试用查表法获得其相应的ASCII码。 解法I:MOVDPTR,#TAB MOVCA,@.A+DPTR ??? TAB:DB 30H DB 31H DB 32H,33H,34H,35H 解法II:MOVCA,@A+PC TAB;DB 30H,31H,32H,33H DB 34H,35H,36H,37H

  实验目的: 初步掌握Keil(C51语言)和SUN ES59PA实验仪的操作和使用,能够输入和运行简单的程序。 实验设备: SUN ES59PA实验仪一套、具有一个RS232串行口并安装Keil C51的计算机一台。 实验原理及环境: 1.在计算机上已安装Keil C51软件。这个软件既可以与硬件(SUN ES59PA实验仪)连接,在硬件(单片机)上运行程序;也可以不与硬件连接,仅在计算机上以虚拟仿真的方法运行程序。如果程序有对硬件的驱动,就需要与硬件连接;假如没有硬件动作,仅有软件操作,就能够正常的使用虚拟仿线. 实验的硬件环境: A3区:CPU总线、I/O接口 片选区 JP37,JP45:地址线;

  Keil C51的使用(C语言) /

  51系列单片机代码如下: #include reg52.h //调用单片机头文件 #define uchar unsigned char //无符号字符型 宏定义 变量范围0~255 #define uint unsigned int //无符号整型 宏定义 变量范围0~65535 //数码管段选定义 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 uchar code smg_du ={0x28,0xee,0x42,0x72,0xe5,0xa8,0x41,0x77,0x20,0xa0, 0x60,0

  基础 (张宪民 杨丽新 黄沿江)

  (谢剑斌)

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