基本概念

通信分为两种：串行通信和并行通信。
串行通信方式中，可以分为两类：异步通信和同步通信。
异步通信中，单片机与外设之间必须有两项规定。
第一项规定：双方通信时采用怎样的数据格式。数据格式指的是串行通信中怎样标志一组数据的开头和结束，这组数据有多少个有效数据位，以及是否带有校验码等等。
例如UART串行通信双方规定：形成的数据格式如图：

1个起始位低电平0（通信总线在空闲时是高电平），7个数据位，1个奇偶校验位，1个停止位，这是完整的一帧数据。称之为数据格式。

异步通信还必须有一项规定：即双方通信过程中每发送一个数位需要多长的时间。在有些场合也称为波特率，即每秒钟传送的二进制位数。这项规定对于微处理器与外界通信是很重要的。

51内部的串行口

89C51内部有一个全双工串行通信接口，具有UART功能。

解释：51单片机内核，如果要发送一个数据出去，首先把数据放到发送SBUF中（缓冲区），然后SBUF会自主自发的将数据送到输出移位寄存器（8位），然后一个位一个位的送到TXD，首先发送右侧的那一位，发送完前面的自动往后移动位，发送的速度由波特率控制；当有数据来的时候，首先通过RXD送入输入移位寄存器（8位），当装满之后（一个字节），一次性送入接收SBUF（发送SBUF与接收SBUF名字一样，但物理地址不一样），然后再由单片机从接收SBUF中读取数据。PCON寄存器控制波特率，串行口控制寄存器SCON，TI与RI是标志位，TXD连接P3.1引脚，RXD连接P3.0引脚。这两个引脚又称为功能复用引脚（既做普通I/O口，又做串行口的输出/输入）。
#寄存器描述
串行口资源的有3个寄存器：SCON、SBUF、PCON
1、串行口控制寄存器SCON

SM0、SM1：串行口工作方式控制位

SM2：在方式2和方式3下，多机通信的控制位。在方式2和方式3下，如果SM2=0，只要接收到停止位信息后就会置位RI标志位，表示接收到数据；如果SM2=1，只有串行口接收到第9位数据（RB8）为1时，则会置位RI标志位。
REN：允许接收控制位。REN=0，则禁止串行口接收；REN=1，允许串行口接收。
TB8：在工作方式2和方式3中要发送的第9位数据，可以是奇偶校验位或者是地址/数据标识位。
RB8：接收到的第9位数据。
TI：发送中断标志位。数据发送完毕之后，TI由硬件自动置位。单片机响应中断后，不会自动清除该位，必须用软件对TI清零。
RI：接收中断标志位。一帧数据接收完毕之后，RI由硬件自动置位。单片机此时可以从SBUF中读取数据，读完数据后必须用软件对RI清零。

串行口的使用

第一项规定：双方通信时采用怎样的 数据格式。（四种工作方式）
串行口有四种工作方式，方式0主要用于扩展并行输入输出口；方式1、方式2和方式3用于串行通信中。
（1）方式0
在方式0下，串行口的SBUF作为同步移位寄存器使用，发送SBUF相当于一个并入串出的移位寄存器。接收SBUF相当于一个串入并出的移位寄存器。
（2）方式1
串行口在方式1下工作于异步通信方式，一帧数据有10包，包括1位起始位、8位数据位和1位停止位。
发送过程：单片机执行一条写入SBUF的指令就启动发送，数据从TXD引脚输出，发送完一帧数据后，硬件置位TI标志。
接收过程：当REN=1时，接收器对RXD引脚进行采样，采样脉冲频率是所选波特率的16倍。当采样到RXD引脚上出现从高电平“1”到低电平“0”的负跳变时，就启动接收器接收数据。接收完数据后，将有效的8位数据送入接收SBUF中，停止位送入RB8中，并置位RI。
（3）方式2和方式3
方式2或方式3异步通讯的数据帧都是由11位组成，包括1位起始位、8位数据位、1位可编程位（第9位）、1位停止位。发送数据时，第9位送入SCON中的TB8；接收数据时，第9位送入SCON中的RB8。（可用于多机通信）
发送过程：先把第9位数据装入SCON中的TB8中，再把要送的数据送入发送的SBUF。发送器便立即启动发送数据，发送完一帧数据后，硬件置位TI。
接收过程：当REN=1时，串行口可以接收数据。接收到的有效8位数据送入接收SBUF，第9位数据装入RB8，然后根据SM2的设置判定是否置位RI。
第二项规定：双方通信速度的确定。（计算波特率）
串行口都是选用T1作为波特率发生器（T1工作在方式2（n=8）下），所以需要计算T1的计算初值和SMOD值。公式如下：
方式1、方式3的波特率=[定时器T1溢出率×2^SMOD]/32　　　　　（公式1）

定时器T1溢出率 = 1/溢出周期 = 晶振频率/[(2^8-计数初值)×12]　　（公式2）

由公式1和公式2推导出计算初值的计算公式，见公式3。

计数初值 = 256-[晶振频率×2^SMOD]/[波特率×32×12]　　　　　　（公式3）

如需精确的通信波特率4800bps，设晶振频率fosc=12MHz，定时器T1工作在方式2下，有两种方法实现：

由上可知，SMOD的选择对计数初值和波特率有直接影响，一般波特率误差不大于2.5%，所以选择SMOD的值时先计算一下，选择使波特率误差小的SMOD值。

#串行口的使用步骤
1、通信双方数据通信格式的约定。
2、通信双方波特率的约定。（速度）
3、串行口的工作方式的选择，一般选择方式1和方式3。
4、计数初值和SMOD值的确定。
5、清除发送中断标志位TI和接收终端标志位RI。
6、往SBUF寄存器写入数据或等待从SBUF寄存器中接收数据。

实验

汇编代码

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*   【课程9】 ****UART的应用***********

*   【说 明】 ****使用单片机UART进行数据的发送

*   【描 述】 ****使用UART向PC机发送字符串

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ORG    0000H

MIAN: MOV    SCON,#50H   ;SM0：SM1=01，选择方式1；TI=0

MOV    PCON,#00H        ;设置SMOD位=0

MOV    TMOD,#20H       ;定时器T1工作在方式2下

MOV    TH1,#0E6H       ;设置计数重装值

MOV    TL1,#0E6H       ;设置计数初值

SETB   TR1             ;启动T1计数工作

MOV    A,#41H          ;给A送字符‘A’的ASCII码，各字符的ASCII码见附录

L1: MOV    SBUF,A          ;把数据送给SBUF，开始串口发送

JNB    TI,$            ;如果TI=0，则一直等待，直到TI=1（即发送完成）才往下执行

CLR    TI              ;清除TI标志

JMP    L1              ;跳转到L1，继续发送字符‘A’

END

C代码

******************************************************************/

*   【课程9】 ****UART的应用***********

*   【说 明】 ****使用单片机UART进行数据的发送

*   【描 述】 ****使用UART向PC机发送一个 'A'字符

******************************************************************/

#include

char arr[8]={'H','e','l','l','o','b','o','y'};

void main()

{

int i;

SCON=0x50; //设置串口工作于方式1，TI位清0

PCON=0x00; //PCON.7是SMOD位，SMOD=0

TMOD=0x20; //选择定时器T1工作于方式2

TH1=0xe6; //设置波特率为1200

TL1=0xe6;

TR1=1; //开启定时器T1

while(1)

{

for(i=0;i<8;i++)

{

SBUF=arr[i];     //发送字符‘A’

while(!TI) ; //等待TI置位，即数据发送完成

TI=0;     //对TI软件清零

}   

}

}