理論概念

不同型號(hào)的單片機(jī)使用的串口不同，根據(jù)需求選擇相應(yīng)的單片機(jī)，在有些場(chǎng)合如果單片機(jī)如果沒(méi)有需要的串行通信接口，則可以通過(guò)單片機(jī)的I/O口進(jìn)行模擬。

全雙工UART（異步串行通信接口）

UART有兩種工作狀態(tài)：

同步串行通信狀態(tài)：速率高，硬件電路復(fù)雜，需要同時(shí)使用兩條信號(hào)線，所以只能使用單工方式或半雙工方式工作。

異步串行通信狀態(tài)：方式簡(jiǎn)單，傳輸速率不高，應(yīng)用廣泛，方便與其他通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行銜接。

異步傳輸工作方式：

傳輸效率較低，起始位，校驗(yàn)位，停止位占用的位較多

數(shù)據(jù)格式：

同步傳輸工作方式：

雙方同時(shí)使用兩條通信線：

一條用于產(chǎn)生時(shí)鐘并要求發(fā)送和接受的雙方必須保持完全同步（一般情況下，時(shí)鐘信號(hào)由發(fā)送端提供）。另一條用于傳送數(shù)據(jù)。如果需要雙向數(shù)據(jù)傳輸，需要再多添加兩條通信線（MCS-51不支持同時(shí)的雙向數(shù)據(jù)同步傳輸，只能使用分時(shí)復(fù)用）。除了用于通信外，同步方式還可以用于I/O口的擴(kuò)展，與74LS164聯(lián)合使用時(shí)擴(kuò)展成輸出口，與74LS165聯(lián)合使用時(shí)擴(kuò)展成輸入口。因?yàn)闆](méi)有附加起始位和停止位，所以傳輸效率較高，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出錯(cuò)，所有的數(shù)據(jù)都需要重新傳輸，大量數(shù)據(jù)一次性傳輸時(shí)錯(cuò)誤的概率較高。遠(yuǎn)距離通信時(shí)，通過(guò)調(diào)試解調(diào)從數(shù)據(jù)流中提取同步信號(hào)，用鎖相的技術(shù)使接收方得到與發(fā)送方相同的時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)線與數(shù)據(jù)線分離可以實(shí)現(xiàn)高效率、大容量的數(shù)據(jù)通信。

數(shù)據(jù)格式：

使用方式

使用的寄存器：

串行接口寄存器 SCON：規(guī)定了串行通信的方式和功能，可以選擇通信模式/允許接收/檢查狀態(tài)位

電源控制寄存器 PCON

SMOD = 0 波特率為原值；

SMOD為1 波特率提高一倍。

只有SMOD位對(duì)串口通信有影響

注：該寄存器不能進(jìn)行位尋址，只能整字節(jié)操作。

工作方式：

p.s.：UART有一個(gè)接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，當(dāng)上一個(gè)字節(jié)未被處理時(shí)下一個(gè)字節(jié)收入緩沖區(qū)。但如果在下一個(gè)字節(jié)接收完畢時(shí)前一字節(jié)還未處理，則上一個(gè)字節(jié)會(huì)被覆蓋掉。因此軟件必須在下一個(gè)字節(jié)接收完畢之前處理上一個(gè)字節(jié)（當(dāng)連續(xù)發(fā)送字節(jié)時(shí)也是如此）。

用途：可以用來(lái)和某些具有8位串行口的EEPROM器件通信

原理：

RXD從低位開始收發(fā)數(shù)據(jù)，TXD從發(fā)送同步移位脈沖。

向SBUF寫入字節(jié)時(shí)開始發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后TI位置位。

置位REN時(shí)，開始接收數(shù)據(jù)，接收完8位數(shù)據(jù)后RI位置位。

方式1：10位數(shù)據(jù)的異步通信口，波特率可變（與T1的溢出率有關(guān)）。RXD為數(shù)據(jù)接收，TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送。

數(shù)據(jù)幀格式：

原理：

軟件置REN為1時(shí)，接收器選擇波特率為16倍速率采樣RXD引腳電平，當(dāng)檢測(cè)到RXD引腳輸入電平發(fā)生負(fù)跳變（1-》0）說(shuō)明起始位有效，移入輸入移位寄存器并開始接收這一幀信息的其余位。需要手動(dòng)清零

接收過(guò)程中，數(shù)據(jù)從輸入移位寄存器右邊移入，起始位移至輸入移位寄存器最左邊時(shí)，控制電路進(jìn)行最后一次移位。當(dāng)RI=0且SM2=0（或接收到的停止位為1）時(shí)，接收到的9位數(shù)據(jù)的前8位裝入接收SBUF，第9位（停止位）進(jìn)入RB8并置RI=1，向CPU請(qǐng)求中斷。RI需要手動(dòng)清零

波特率計(jì)算裝入TH1的初值：

p.s. SMOD=0時(shí)，K=1；SMOD=1時(shí)，K=2；

代碼示例：

1 #include 2 main（） 3 { 4 TMOD = 0x20; 5 SM0 = 0; 6 SM1 = 1; 7 REN = 1; 8 PCON = 0; 9 TH1 = 0xFD; //253=256-（1*11.0592*10^6）/（384*9600） 10 TL1 = 0xFD; 11 TR1 = 1; 12 P1 = SBUF; 13 while（！RI）; 14 RI = 0; 15 SBUF = P1; 16 while（！TI）; 17 TI = 0; 18 }

數(shù)據(jù)幀格式：起始位1位，數(shù)據(jù)9位（第9位在發(fā)送時(shí)為TB8，接收時(shí)為RB8）

原理：

發(fā)送開始時(shí)，先把起始位0輸出到TXD引腳，然后發(fā)送移位寄存器的輸出位D0到TXD引腳，每一個(gè)移位脈沖都使輸出移位寄存器的各位向右移一位，并由TXD引腳輸出。第一次移位時(shí)，停止位“1”移入輸出移位寄存器的第9位，以后每次移位左邊都移 入0。當(dāng)停止位移至輸出位時(shí)，左邊其余位全為0，當(dāng)檢測(cè)到這一條件時(shí)，控制電路進(jìn)行最后一次移位并置TI=1，請(qǐng)求中斷。需要手動(dòng)清零

接收數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)從右邊移入輸入移位寄存器，在起始位0移到最左邊時(shí)，控制電路進(jìn)行最后一次移位。當(dāng)RI=0且SM2=0（或接收到的第9位數(shù)據(jù)為1）時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)裝入接收緩沖器SBUF和RB8（接收數(shù)據(jù)的第9位），置RI=1，向CPU請(qǐng)求中斷。如果條件不滿足，則數(shù)據(jù)丟失且不置位RI，繼續(xù)搜索RXD引腳的負(fù)跳變。

代碼示例：多機(jī)互聯(lián)

1 TMOD = 0x20; 2 TH1 = 0xFD; 3 TL1 = 0xFD; 4 PCON = 0x00; 5 TR1 = 1; 6 SCON = 0xF8; 7 SBUF = 0x01; 8 while（！TI）; 9 TI = 0; 10 P3_5 = 0; 11 SM2 = 0; 12 while（！RI）; 13 RI = 0; 14 P2 = SBUF; 15 SM2 = 1; 16 P3_5 = 1;

波特率的計(jì)算：

當(dāng)T1用作波特率發(fā)生器時(shí)，最典型的用法是使T1工作再自動(dòng)重裝8位定時(shí)器方式（方式2），溢出率取決于TH1中的計(jì)數(shù)值

常見(jiàn)波特率對(duì)照表