分类: 串口 - 科创吧

2022-04-01发表2023-08-18更新嵌入式 / 串口16 分钟读完 (大约2468个字)

所谓中断方式，就是串口收/发标志位出发中断后，在中断中执行既定操作，可通过函数调用来实现。

接收数据时: 等待中断->然后在中断中接收数据

发送数据时: 发送数据->等待中断->然后在中断中发送数据

具体步骤如下：

确定 T1 的工作方式（编程 TMOD 寄存器）；
计算 T1 的初值，装载 TH1、TL1；
启动 T1（编程 TCON 中的 TR1 位）；
确定串行口控制（编程 SCON 寄存器）；
串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程 IE、IP 寄存器）。
注：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：

有关波特率的计算方法

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。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中方式 0 和方式 2 的波特率是固定的，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。

串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波特率计算公式也不相同。

方式0的波特率 = fosc/12
方式2的波特率 =（2SMOD/64）· fosc
方式1的波特率 =（2SMOD/32）·（T1溢出率）
方式3的波特率 =（2SMOD/32）·（T1溢出率）

当 T1 作为波特率发生器时，最典型的用法是使 T1 工作在自动再装入的 8 位定时器方式（即方式 2，且 TCON 的 TR1=1，以启动定时器）。这时溢出率取决于 TH1 中的计数值。

T1 溢出率 = fosc /{12×[256 －（TH1）]}

注：PCON 中只有一位 SMOD 与串行口工作有关， SMOD（PCON.7）波特率倍增位。在串行口方式 1、2 和 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。
在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz 和 11.0592MHz。所以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。

80C51 串行口的工作方式

方式 1 是 10 位数据的异步通信口。TXD 为数据发送引脚，RXD 为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中 1 位起始位，8 位数据位，1 位停止位。

(1) 方式 1 输出
(2) 方式 1 输入

用软件置 REN 为 1 时，接收器以所选择波特率的 16 倍速率采样 RXD 引脚电平，检测到 RXD 引脚输入电平发生负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位。当 RI=0，且 SM2=0（或接收到的停止位为 1）时，将接收到的 9 位数据的前 8 位数据装入接收 SBUF，第 9 位（停止位）进入 RB8，并置 RI=1，向 CPU 请求中断。

定时/计数器的结构与原理

定时/计数器的实质是加 1 计数器（16 位），由高 8 位和低 8 位两个寄存器组成。TMOD 是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON 是控制寄存器，控制 T0、T1 的启动和停止及设置溢出标志。

加 1 计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经 12 分频后送来；一个是 T0 或 T1 引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加 1，当加到计数器为全 1 时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使 TCON 中 TF0 或 TF1 置 1，向 CPU 发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。

可见，由溢出时计数器的值减去计数初值加 1 才是计数器的计数值。

设置为定时器模式时，加 1 计数器是对内部机器周期计数（1 个机器周期等于 12 个振荡周期，振荡周期也叫时钟周期，时钟周期即晶振的单位时间发出的脉冲数，如 12MHZ=12×10 的 6 次方，即每秒发出 12000000 个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，即 1/12 微秒；如 11.0592MHZ=11.0592×10 的 6 次方，即每秒发出 11059200 个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，即 1/11.0592 微秒）。计数值 N 乘以机器周期 Tcy 就是定时时间 t 。

定时/计数器的控制

80C51 单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD 用于设置其工作方式；TCON 用于控制其启动和中断申请。

工作方式寄存器 TMOD

工作方式寄存器 TMOD 用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于 T0，高四位用于 T1。其格式如下：

M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式，由 M1M0 进行设置：

控制寄存器 TCON

TCON 的高 4 位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下：

TF1（TCON.7）：T1 溢出中断请求标志位。T1 计数溢出时由硬件自动置 TF1 为 1。CPU 响应中断后 TF1 由硬件自动清 0。T1 工作时，CPU 可随时查询 TF1 的状态。所以，TF1 可用作查询测试的标志。TF1 也可以用软件置 1 或清 0，同硬件置 1 或清 0 的效果一样。
TR1（TCON.6）：T1 运行控制位。TR1 置 1 时，T1 开始工作；TR1 置 0 时，T1 停止工作。TR1 由软件置 1 或清 0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。
TF0（TCON.5）：T0 溢出中断请求标志位，其功能与 TF1 类同。
TR0（TCON.4）：T0 运行控制位，其功能与 TR1 类同。

定时器 1 的工作方式 2

方式 2 为自动重装初值的 8 位计数方式。

计数个数与计数初值的关系为：X = 2^8 - N

其中：X 为要装的初值 N 为要定时/记数的次数。

注：工作方式 2 特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。所以在进行串口通信时一般选用定时器 1 工作在方式 2 这种经典模式。

程序：


/*51单片机采用中断方式的串口通信程序分析：
接收数据时 等待中断->然后在中断中接收数据
发送数据时 发送数据->等待中断->然后在中断中发送数据
具体步骤如下：
确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）；
计算T1的初值，装载TH1、TL1；
启动T1（编程TCON中的TR1位）；
确定串行口控制（编程SCON寄存器）；
串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）。
*/

#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char

uchar Temp,RIflag,TIflag;

//串口初始化函数

void serialportinit() {

    TMOD=0x20;//设置定时器1为工作方式2 8位自动重装载 作用是产生波特率
    TH1=0xfd;//设置波特率位9600bps
    TL1=0xfd;
    TR1=1;//开启定时器1

    //设置串口工作在方式1
    //方式1： 8位异步收发 波特率可变(由定时器控制) 收发一帧的数据为10位 一个起始位（0）8个数据位 1个停止位(1)
    //先发送或接收最低位
    SCON=0x50;//等价于 SM0=0; SM1=1; REN=1;

    //SM0=0;
    //SM1=1;
    //REN=1;//允许串行接收位 允许串行口接收数据
    PCON=0x00;//SMOD=0 波特率不加倍

    EA=1;//开总中断
    ES=1;//开串口中断  注意：如果使用查询方式进行串口通信时，要把串口中断ES关闭、
}



//定义数据发送函数
void sentTemp() {

    SBUF=Temp;//把Temp接收的数据再发送到发送缓冲器SBUF中

    //注意：51单片机内部有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器) 两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器 字节地址（99H?
    while(!TI);//等待从机向主机发送数据完成
    TI=0;//若发送完成 把发送中断标志位软件清0 因为TI必须由软件清零
}

void main() {
 serialportinit();

 while(1) {

    if(RIflag==1) {
            ES=0;//关串口中断
            RIflag=0;//接收标志位清0
            sentTemp();//调用数据发送函数
            ES=1;//开串口中断
        }
    }
}

//串口中断服务函数
void serialportint() interrupt 4 { //串口中断函数

  if(RI) {
        RI=0;//接收中断标志位RI必须由软件清0
        Temp=SBUF;//把接收缓冲器中收到的数据赋值给led
        P1=Temp;//通过开发板监测是否接收到主机发送的数据
        RIflag=1;//接收标志位置1 表示从机接收收据完成
    }
}