51单片机串口通信

1.通信方式分类

（1）并行通信
发送方和接收方用多根数据线连接，多位数据同时发送。传输线多，长距离传输时成本大。

（2）串行通信
单根数据线发送数据，逐位发送。长距离传送成本低，但控制相对复杂。

串行通信又可分为：异步串行通信和同步串行通信。

异步串行通信：所谓“异步”，指的是双方设备使用各自的时钟，以字符为单位传输，采用一种特殊的格式称为“帧”（如下图），且各字符之间的间隙不等。
一帧数据由起始位，数据位，校验位和停止位构成。

常态下，数据线上为高电平。起始位为低电平，也就是说，起始位出现，表示有一帧数据要传输了。

校验方式有奇偶校验、和校验和循环冗余校验三种方式。

其中“和校验”是指，对数据块求和，产生一个字节的校验数据存到数据块末尾，接收方接受数据时对数据块再求和，和末尾的校验数据比较，不一致就表示传输发生错误。

同步串行通信：双方的时钟严格一致，传送的字符数据间没有间隙，双方实现同步。

2.RS232和TTL电平的转换

RS232是美国电子工业协会于1962年发布的串行通信接口标准，RS即Recomend Standard，推荐标准，232为标示号。RS232用的是负电平逻辑，-3V ~ -15V 为1，+3 ~ +15V为0。

TTL是Transistor-Transistor Logic的简写，晶体管-晶体管逻辑。工作电压5V。规定：

• 对于输出电路：电压大于等于（≥）2.4V为逻辑1；电压小于等于（≤）0.4V为逻辑0；
• 对于输入电路：电压大于等于（≥）2.0V为逻辑1；电压小于等于（≤）0.8V为逻辑0；

RS232和TTL接口不仅有工作电压的不同。RS232传输速率低，传输距离不长，采用共地传输产生共模干扰。二者之间需要通过转换芯片转换电平，如MAX232。

MAX232外围电路图：

上半部分为电源转换电路，下半部分为发送和接收部分。

注意输入输出要一一对应。从T1in输入就要从T1out输出，从R1in输入就要从R1out输出。

3.波特率

波特率是衡量串行数据传输速率的指标，和比特率一个单位，即每秒传输了多少位，bit per second，bps。

波特率的计算公式：

计算定时器装入的初值：

设初值为X，那么定时器就是每计 256-X 个数溢出一次。

首先根据晶振频率计算计一个数需要的时间。

如11.0592MHz，12个时钟周期等于一个机器周期，所以计一个数需要的时间为频率11.0592MHz的倒数再乘上12，即12/11059200（s）。

那么定时器溢出一次的时间就是 12/11059200*（256-X）。作个倒数就是溢出率。

接着根据采用的波特率和选择的工作方式SMOD，代入上面相应的计算公式，就可以计算出初值X了。此时计算出的X为十进制，然后转成16进制。

常用波特率初值表：

为什么51系列单片机的晶振会用11.0592MHz这个神奇的数？

因为如果采用整数如12MHz或6MHz的话，计算出的初值就不是一个整数，导致定时出现累积误差。试来试去，用11.0592MHz能非常准确地计算出定时器的初值。只要是标准的通信速率，算出来的初值都是整的。