嵌入式学习笔记11——51单片机之中断串口通信

2. 异步通信

1. 异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的。
2. 异步通信的数据格式：
   格式中的校验位通常有3种方式获得：（1）奇偶校验：奇校验——数据中的“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为奇数；偶校验——数据中的“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为偶数。（2）代码和校验：发送方将所发数据块求和（或各字节异或），产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块（校验字节外）求和（或各字节异或），将所得的结果与发送方的“校验和”进行比较。（3）循环冗余校验。

3. 串行通信的传输方向

（1）单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。（如遥控器）（2）半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。（如对讲机） （3）全双工是指数据可以同时进行双向传输。

4. 比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是位/秒（bps）。传输速率越大，传输距离越小。

5. 串行通信接口标准

（1）RS-232C（25针，比较老了；或者9针）

我们通常用到的是TXD、RXD和SGND。RS-232C的缺点是传输速率最高为20Kbps，传输距离不超过15米；要求收发双方共地，通信距离较大时，收发双方的地电位差别较大，在信号地上将有比较大的地电流并产生压降；抗干扰能力差。

（2）针对RS232C的缺点，提出了RS422A接口。其传输速率90Kbps时，传输距离可达1200米，抗干扰能力强。—

（3）RS-485是RS422A的变型：RS-422A用于全双工，而RS-485用于半双工。传输距离可达1200米，传输速率可达1Mbps。一般是一点对多点的通信接口。普通的PC机一般不带RS485接口，因策要使用RS-232C/RS-485转换器。

6. 51单片机的串行口

6. 串行口的控制寄存器

SCON是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志。

（1）SM0和SM1为工作方式选择位，可选择4种工作方式：

图中，fosc为晶振频率。 常用的是方式1。

（2）SM2，多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。当接收机的SM2=1时，可以利用收到的RB8来控制是否激活RI（RB8=0时不激活RI，收到的信息丢弃；RB8=1时收到的数据进入SBUF，并激活RI，进而在中断服务中将数据从SBUF中读走）。当SM2=0时，不论收到的RB8为0还是1，均可以使收到的数据进入SBUF，并激活RI。在方式0时，SM2必须是0。在方式1时，如果SM2=1，则只有接收到有效停止位时，RI才置1；若SM2=0，则RB8是接收到的停止位。

（3）REN，允许串行接收位。由软件置REN=1，则启动串行口接收数据；若软件置REN=0，则禁止接收。

（4）TB8，在方式2或方式3中，是发送数据的第九位，可用软件规定其作用。可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧/数据帧的标志位。在方式0和方式1中，该位未用。

（5）RB8，在方式2或方式3中，是接收到数据的第九位，作为奇偶校验位或地址帧/数据帧的标志位。在方式1时，若SM2=0，则RB8是接收到的停止位。

（6）TI，发送中断标志位。串行发送停止位的开始时，由内部硬件使TI置1，向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将TI清0，取消此中断申请。

（7）RI，接收中断标志位。串行接收停止位的中间时，由内部硬件使RI置1，向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将RI清0，取消此中断申请。

7. PCON中有一位SMOD（PCON.7，波特率倍增位）与串行口工作有关。在串行口方式1~3时，波特率与SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍。复位时，SMOD=0。

8. 方式1输出的时序图：

9.方式1输入的时序图：

10. 波特率的计算

在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有约定，否则就会出现乱码。其中方式0和方式2的波特率固定，而方式1和方式3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率来决定。

11. 串口的使用

（1）确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）

（2）计算T1的初始值，装载TH1、TL1

（3）启动T1（编程TCON中的TR1位）

（4）确定串行口控制（编程SCON寄存器、还有PCON中的SMOD位）

（5）设置IE寄存器，打开EA和ES位。

（6）写中断服务程序，记住软件清零RI、TI。

12. 示例程序

unsigned char a,flag;

void main()

{

while(1)

{

if(flag)

{

ES=0;

flag=0;

SBUF=a;

while(!TI);//等待数据发送完，发完时硬件自动将TI置1

TI=0;

ES=1;

}

}

}

void serial() interrupt 4

{

a=SBUF;

P1=a;

RI=0;

flag=1;

}