单片机串口通讯工作原理和如何通过程序来对串口进行设置.docx

单片机串口通讯是电子工程中常见的通信方式，尤其在单片机系统与个人计算机（PC）或者其他设备之间的数据交换中起到关键作用。51系列单片机内置了一个全双工串行接口，这意味着它既能同时接收数据也能发送数据，无需在两者之间切换。这种特性使得串行通信在只需要一根传输线的情况下，可以实现远距离通信，降低成本。 串行通信的核心在于数据的位对位传输，虽然传输速度相对较慢，但在节省硬件资源和线缆方面具有优势。51单片机的串口通信涉及到多个寄存器，包括SBUF寄存器、SCON寄存器以及电源控制寄存器PCON等。 **SBUF寄存器**：是单片机串口的发送和接收缓冲器，分别对应RXD(P3.0)和TXD(P3.1)引脚。通过对SBUF的读写操作，我们可以控制数据的发送和接收。 **SCON寄存器**：包含了串口工作模式、多机通信控制位、接收允许位等控制位。SM0和SM1决定串口工作在四种不同模式下的哪一种，SM2在多机通信中起到关键作用。REN位控制串行接收是否开启，而TI和RI分别是发送中断和接收中断的标志位。 **PCON寄存器**：主要用于波特率控制。SMOD位在方式1、2、3下影响波特率是否翻倍，而PD和IDL位则控制单片机进入掉电和待机模式。 串行口的工作方式有四种，其中方式0和2的波特率是固定的，方式1和3的波特率可以通过调整定时器1的溢出率来改变。计算波特率时，需要考虑到单片机的时钟频率fOSC和相关寄存器的设置。 在实际应用中，我们通常需要根据所需波特率来计算定时器的初值，以确保准确的通信速率。例如，在方式1和3中，使用定时器1作为波特率发生器，通过设置合适的初值来达到期望的溢出率，进而确定波特率。 电路设计上，串行通信实验电路一般包含单片机、电源、连接线以及可能的信号转换芯片，如MAX232，用于电平转换，以便与PC的RS-232接口兼容。 在编写程序进行串口设置时，我们需要初始化这些寄存器，设置工作模式、波特率、中断允许等。例如，初始化SCON寄存器以启用串口接收，设置波特率，然后处理中断服务子程序，以响应发送和接收事件。 总结起来，单片机串口通讯涉及的知识点包括：串行通信的基本概念、51单片机串口结构、SCON和PCON寄存器的功能、波特率计算、串行口工作模式、中断管理以及电路设计。理解并熟练掌握这些内容，对于进行有效的单片机串口编程和通信至关重要。