51单片机串口通信及波特率设置.docx

在嵌入式系统和微控制器应用中，51单片机的串口通信是一个关键的组件，它允许设备之间进行数据交换。本文将详细探讨51单片机的串行通信接口，包括波特率设置、数据缓冲寄存器SBUF和状态控制寄存器SCON。 51单片机的串行接口是一个全双工的UART（通用异步接收和发送器），能够同时进行数据的发送和接收。这个接口可以作为同步移位寄存器使用，也可以作为异步通信接口。在异步通信中，数据通常以起始位、数据位、可选的奇偶校验位、以及停止位的形式传输。 **数据缓冲寄存器SBUF** 是串行通信的核心，可以直接读写。SBUF有两个物理寄存器，一个用于发送，一个用于接收。当CPU写入SBUF时，数据会被放入发送寄存器，准备发送；读取SBUF时，会从接收寄存器获取接收到的数据。接收器采用双缓冲设计，防止因CPU响应中断延迟而导致的数据丢失。 **状态控制寄存器SCON** 用于配置串行通信的工作方式、接收和发送控制，以及状态指示。SCON的各个位都有特定的功能，如SM0和SM1用于选择四种工作方式：0（同步移位寄存器模式，波特率固定为Fosc/12）、1（10位异步UART，波特率可编程）、2和3（8位UART，可选9位数据传输）。SM2在工作方式2和3中用于多机通信，REN允许串行接收，TB8和RB8用于9位数据传输，TI和RI则是发送和接收中断标志位。 **波特率设置** 在51单片机中，可以通过定时器T1或T2来生成波特率。在工作方式1中，波特率由定时器溢出速率决定，可通过调整定时器的预分频器和计数器值来改变波特率。SMOD位在PCON寄存器中，当SMOD=1时，如果使用T1作为波特率发生器，波特率会翻倍。在工作方式0中，波特率固定为Fosc/12。 **工作方式**： 1. **工作方式0**：同步移位寄存器模式，波特率固定，数据低位先发送或接收。 2. **工作方式1**：10位异步UART，波特率可编程，数据帧包含1位起始位、8位数据位、1位停止位。 3. **工作方式2**：8位UART，可选9位数据传输，用于多机通信，增加了一个奇偶校验位。 4. **工作方式3**：与工作方式2类似，但发送和接收可以使用不同的波特率。 在实际应用中，51单片机的串口通信广泛用于设备间的简单通信，如RS-232标准，通过串口通信可以实现远程控制、数据采集、传感器网络等多种功能。波特率的灵活设置使得51单片机能够适应不同速度的需求，而SCON寄存器的配置则提供了丰富的通信选项和错误检测能力。了解并熟练掌握这些知识对于进行51单片机的串口通信编程至关重要。