串口通信

串口通信
　　
　　通信按照基本类型可以分为并行通信和串行通信。并行通信的各个数据位同时传送，但占用资源多，成本高；而串行通信的数据位是由低位到高位一位一位发送的。
　　常用的通信从传输方向上可以分为单工通信、半双工通信、全双工通信三类。
　１．单工通信就是指只允许一方向另外一方传送信息，而另一方不能回传信息。比如电视遥控器、收音机广播等，都是单工通信技术。
　２．半双工通信是指数据可以在双方之间相互传播，但是同一时刻只能其中一方发给另外一方，比如我们的对讲机就是典型的半双工。
　３．全双工通信就发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，就如同我们的电话一样，我们说话的同时也可以听到对方的声音。

二.串口通信的基本知识：
　　通常一个单片机有两个引脚是来做UART通信的，P3.0(RXD)、P3.1(TXD),两个单片机通信的示意图：
　　

TXD 是串行发送引脚，RXD是串行接收引脚。两个单片机之间要通信，首先电源基准得一样，所以我们要把两个单片机的 GND 相互连接起来。

串行通信的数据发送过程：

在 UART 通信的时候，一个字节是8位，规定当没有通信信号发生时，通信线路保持高电平，当要发送数据之前，先发一位 0 表示起始位，然后发送 8 位数据位，数据位是先低后高的顺序，数据位发完后再发一位 1 表示停止
位。这样本来要发送一个字节的 8 位数据，而实际上我们一共发送了 10 位，多出来的两位其中一位起始位，一位停止位。而接收方呢，原本一直保持的高电平，一旦检测到了一位低电平，那就知道了要开始准备接收数据了，接收到 8 位数据位后，然后检测到停止位，再准备下一个数据的接收。

三、串口通信速率的约定：

　　串口通信的时候涉及到引脚的高低电平的持续时间，比如发送一个０和１，发送引脚先持续一段低电平，在持续一段高电平，那么这个数据就发送过去了，这个时间是如何约定的，这就需要了解通信当中的另外一个概念——波特率(baud)。
　　发送一位二进制的时间=1/baud，通信之前，单片机 1 和单片机 2 首先都要明确的约定好它们之间的通信波特率，必须保持一致，收发双方才能正常实现通信。

四.USB转串口通信

现在大多数的笔记本电脑上已经没有串口了，所以一般我们的电路板上会有一个USB转串口的芯片，以实现实现USB通信协议和标准UART串行通信协议的转换，一般常用的芯片有ch340和pl2303这两个转串口的芯片

五、UART模块介绍:
　　51单片机的 UART串口的结构由串行口控制寄存器SCON、发送和接收电路三部分构成。
SCON－串行控制寄存器的位分配（地址0x98,可位寻址）

位 7 6 5 4 3 2 1 0 符号 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 复位值 0 0 0 0 0 0 0 0

SCON - 串行寄存器位描述

位 符号 描述 7/6 SM0/SM1 这两位共同决定了串口通信的模式 0～模式 3 共 4 种模式。 我们最常用的就是模式 1，也就是 SM0=0， SM1=1，下边我们重点就讲模式 1，其它模式从略。 5 SM2 多机通信控制位（极少用），模式 1 直接清零。 4 REN 使能串行接收。由软件置位使能接收，软件清零则禁止接收。 3 TB8 模式 2 和 3 中要发送的第 9 位数据（很少用）。 2 RB8 模式 2 和 3 中接收到的第 9 位数据（很少用），模式 1 用来接收停止位。 1 TI 发送中断标志位，当发送电路发送到停止位的中间位置时， TI 由硬件置 1，必须通过软件清零。 0 RI 接收中断标志位，当接收电路接收到停止位的中间位置时， RI 由硬件置 1，必须通过软件清零。

可以位寻址的含义：支持对寄存器的单个位进行操作，不可位寻址的只能一次性对寄存器进行整体操作。

串口通信的波特率，只能由定时器T1或T2产生，不能由T0产生。使用定时器2，则需要配置额外的寄存器，默认使用的是定时器1。使用定时器1产生波特率需要使用定时器1的模式2，即自动重载模式：

TH1 = TL1 = 256 - 晶振值/12/2/16/波特率

波特率有关的还有一个寄存器，是一个电源管理寄存器PCON，他的最高位可以把波特率提高一倍，也就是如果写 PCON |= 0x80 以后，计算公式就成了：

TH1 = TL1 = 256 - 晶振值/12 /16 /波特率

关于SBUF寄存器:
　　串口通信的发送和接收电路在物理上有2个名字相同的SBUF寄存器，它们的地址也都是0x99，但是一个用来做发送缓冲，一个用来做接收缓冲。意思就是说，有2个房间，两个房间的门牌号是一样的，其中一个只出人不进人，另外一个只进人不出人，这样的话，我们就可以实现UART的全双工通信，相互之间不会产生干扰。我们每次只操作SBUF，单片机会自动根据对它执行的是“读”还是“写”操作来选择是接收 SBUF 还是发送 SBUF。

//例：发送  SBUF = 1;//接受P0 = SBUF;

六、串口通信的基本配置步骤：
1、配置串口为模式 1。
2、配置定时器 T1 为模式 2，即自动重装模式。
3、根据波特率计算 TH1 和 TL1 的初值，如果有需要可以使用 PCON 进行波特率加倍。
4、打开定时器控制寄存器 TR1，让定时器跑起来。

T1 做波特率发生器的时候，千万不要再使能 T1 的中断了。否则会使产生的波特率发生错误。

void UART_Init(unsigned int baud){SCON = 0x50; //配置串口为模式 1TMOD &= 0x0F; //清零 T1 的控制位TMOD |= 0x20; //配置 T1 为模式 2TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud; //计算 T1 重载值TL1 = TH1; //初值等于重载值ET1 = 0; //禁止 T1 中断//ES = 1 ; //使能串口中断TR1 = 1; //启动 T1}

当我们使用串口中断的时候：

//首先main函数中打开总中断main(){ EA = 1;  //使能总中断UART_Init(9600);  //将里面的串口使能中断打开...}//串口中断服务函数void InterruptUART() interrupt 4{if (RI) //接收到字节{RI = 0; //手动清零接收中断标志位SBUF = SBUF + 1; //接收的数据+1 后发回，左边是发送 SBUF，右边是接收 SBUF}if (TI) //字节发送完毕{TI = 0; //手动清零发送中断标志位}}

串口接收和发送数据的时候，都是一个字节一个字节的进行的，假如我们想要发送一个字符串的话，我们可以先写好一个字节的发送函数，然后再写一个发送字符串的函数，通过循环的方式一个字节一个字节的发送过去，这样我们就可以放字符串了。

七、关于ASCII码：
　　　我们常用的字符就包含了0~9的数字、A~Z/a~z的字母、还有各种标点符号等。那么在单片机系统里面我们怎么来表示它们呢？ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，即美国信息互换标准代码）可以完成这个使命：我们知道，在单片机中一个字节的数据可以有 0～255 共 256个值，我们取其中的0～127共128个值赋予了它另外一层涵义，即让它们分别来代表一个常用字符，当我们用字符格式发送一个小a，其实发送的是十六进制的0x61,这样就体现了ASCII码表的用处，其具体的对应关系如表:
　　　　　　　　　　 ASCII码字符表

ASC 控制 ASCII 字符 ASCII 字符 ASCII 字符 000 NUL 032 (space) 064 @ 096 ‟ 001 SOH 033 ! 065 A 097 a 002 STX 034 “ 066 B 098 b 003 ETX 035 # 067 C 099 c 004 EOT 036 $ 068 D 100 d 005 END 037 % 069 E 101 e 006 ACK 038 & 070 F 102 f 007 BEL 039 ‘ 071 G 103 g 008 BS 040 ( 072 H 104 h 009 HT 041 ) 073 I 105 i 010 LF 042 * 074 J 106 j 011 VT 043 + 075 K 107 k 012 FF 044 ， 076 L 108 l 013 CR 045 - 077 M 109 m 014 SO 046 ． 078 N 110 n 015 SI 047 / 079 O 111 o 016 DLE 048 0 080 P 112 p 017 DC1 049 1 081 Q 113 q 018 DC2 050 2 082 R 114 r 019 DC3 051 3 083 S 115 s 020 DC4 052 4 084 T 116 t 021 NAK 053 5 085 U 117 u 022 SYN 054 6 086 V 118 v 023 ETB 055 7 087 W 119 w 024 CAN 056 8 088 X 120 x 025 EM 057 9 089 Y 121 y 026 SUB 058 : 090 Z 122 z 027 ESC 059 ; 091 [ 123 { 028 FS 060 < 092 \ 124 ¦ 029 GS 061 = 093 ] 125 } 030 RS 062 > 094 ^ 126 ~ 031 US 063 ? 095 _ 127 DEL