51 单片机-串口通信
1 串口通信
1.1 需求描述
本案例讲解如何通过串口和PC以9600波特率，无校验位、1停止位通信。最终实现PC向单片机发送字符串，单片机回复PC。本案例中采用串口1通信。
1.2 硬件设计
1.2.1 串口工作原理
串口是将数据按照比特逐一发送的通信接口。在串口通信中，最重要的参数是波特率。在单片机中，波特率等于1s内传输的比特数。
串口通信中，要将波特率调整为9600，要求1秒钟内刚好发送9600个时钟信号，需要一个9600Hz的时钟源。单片机使用串口通信时，必须占用定时器1作为时钟源。定时器1每溢出1次，发送一个时钟信号。只要让它每秒钟溢出9600次即可。
串口通信需要占用定时器1，同时需要设置一些基本参数。
串口工作模式设置为1（8位UART，波特率可变）。
波特率要设置为9600。
1.1.2 串口具体设置
具体参数设置方式，需要配置串口通信，初始化流程如下：
1）SCON
SM0、SM1：本案例中采用 0、1工作方式。
SM2：在方式1时，如果SM2位为1，则只有在接收到有效的停止位时才置位中断请求标志位RI为1，如果SM2为0，则无论是否接收到有效的停止位都可以置位RI。官方推荐模式1，SM2应设置为0。
REN：允许/禁止串行接收控制位。由软件置位REN，即REN=1为允许串行接收状态，可启动串行接收器RxD，开始接收信息。软件复位REN，即REN=0，则禁止接收。
TI：发送中断请求标志位。在方式0，当串行发送数据第8位结束时，由内部硬件自动置位，即TI=1，向主机请求中断，响应中断后必须用软件复位，即TI=0。在其他方式中，则在停止位开始发送时由内部硬件置位，必须用软件复位。
RI：接收中断请求标志位。在方式0，当串行接收到第8位结束时，由内部硬件自动置位RI=1，向主机请求中断，响应中断后必须用软件复位，即RI=0。在其他方式中串行接收到停止位的中间时刻由内部硬件置位，即RI=1，必须由软件复位即RI=0。
从以上内容中可以看出，我们应该进行如下设置：
| SM0 | SM1 | SM2 | REN | TB8 | B8 | TI | RI |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2）PCON
SMOD：波特率选择位。当用软件置位SMOD，即SMOD=1，则使串行通信方式1、2、3的波特率加倍；SMOD=0，则各工作方式的波特率加倍。复位时SMOD=0。
PCON的主要作用是波特率选择。
#define FOSC 11059200 // 晶振频率
#define NT 12 // 单片机的工作周期为12T
#define T2TEMP 256 - (FOSC / NT / 32 / BAUD_RATE)
3）SBUF
SBUF是串行口缓冲寄存器，地址为99H，实际上是2个缓冲器，发送SBUF和接收SBUF。写SBUF的操作完成待发送数据的加载，读SBUF的操作可获得已接收到的数据。STC89C5xRC.H中已有如下声明。
sfr SBUF = 0x99;
对该变量赋值即可写入发送SBUF寄存器，读取该变量即可读取接收SBUF寄存器。
4）定时器1相关变量
目前为止我们已经可以通过设置TH1的值来设置串口波特率。TH1这个变量属于定时器1，也就是说当串口工作时，定时器1要被占用。关于定时器1的寄存器如下：
TL1/TH1：定时器相关变量：
其中关于定时器0的相关变量解释：
| 变量 | 作用 |
|---|---|
| TF1 | 定时器T1溢出标志。T1被允许计数以后，从初值开始加1技术。当最高位产生溢出时由硬件置“1”TF1，向CPU请求中断，一直保持到CPU响应中断时，才由硬件清“0”TF1。这一位的置位和清零都可以由硬件控制，不需要软件控制。 |
| TR1 | 定时器1运行开关，置1开启定时器0，置0关闭定时器0 |
| GATE | 计数器模式外部输入控制（定时器模式必须置为0） |
| C/T(——) | 置0表示定时器模式，1表示计数器模式 |
| M1、M0（低4bit） | M1=1，M0=0表示8位自动重载定时器，当溢出时将TL1存放的值自动重装入TH1. |
| TL1 | 定时器1低8位寄存器 |
| TH1 | 定时器1高8位寄存器 |
综上所述，最终串口的初始化代码如下：
//波特率
#define BAUD_RATE 9600
//定时器初始值
#define T2TEMP 256 - (FOSC / NT / 32 / BAUD_RATE)
void Dri_UART_Init()
{
// 设置串口工作模式
SM0 = 0;
SM1 = 1;
SM2 = 0;
REN = 1;
//接受和发送完成标识
//TI 1 :已经有数据
//TI 0 :无数据数据
//RI 1 :数据正在接收
//RI 0 :无数据在接收
TI = 1