51单片机串口相关的理解

一、串口基础知识

1. 嵌入式系统中的通信
   两个或两个以上的主机之间的数据交互
2. 通信方式

• 并行通信：多个比特同时通过并行线进行传输（芯片硬件线路的并行）
• 串行通信：将数据拆分成一个个比特，按照先后次序在一根总线上进行发送

3. 通信模式

• 单工通信：通过一根总线，一方发送一方接收
• 半双工通信：通过两条信道，一方发送的时候另一方不能接收，一方接收的时候另一方不能发送
• 全双工通信：通过两条信道，允许通信双方同时发送和接收数据

4. 数据传输速率
   串行通信用比特率来描述数据传输的速率（bps），常用的比特率有1200，2400，4800，9600，115200
   若比特率为9600bps，每个比特传输所需要的时间为1/9600s
   波特率（Baud）是每秒传输的码元个数，和比特率的转换公式为：比特率 = 波特率 * log2^N ，N代表一个码元携带了N个比特
5. 同步通信和异步通信
   异步通信：串口通信时，收发双方的比特率按照各自的系统计时且双方之间的误差不能太大（UART，单总线）
   同步通信：通信时设备之间还有一条，（SCL）时钟线，发送方通过时钟线控制双方的比特率。（SPI，IIC通信接口）

二、编写程序

编写串口的程序时，一定要注意手册中对寄存器的描写，初始化的时候有一些寄存器是选择串口的工作模式的，一定要理解这些初值对应的工作模式及其对应的计算。

1.初始化

IE的总中断B7，T1的中断允许位B3需要初始化

注意：在这里，串口的使用是需要时钟来控制异步通信的比特率，因此T1需要被串口占用，如果使用串口的同时还想使用时钟，那就只能使用T0时钟了。

TCON的B6位需要置位

TMOD的B5,B4,B3需要置位

SCON的B7,B6,B4位需要置位
PCON的B7，B6需要置位
初始化的难点在于模式的选择，也就是模式对应的波特率计算：
对图1来说，假设选择方式1，12T模式


分析公式中的变量：
SMOD：波特率是否加倍，加倍值为1，不加倍值为0
SYSclk：晶振频率，51单片机为12MHZ
波特率：一般已经选定，为9600，115200等通用数值
TH1：需要计算的值

用这个公式，假设波特率1200，smod加倍
计算结果约为204

代码如下）：

void init_uart()
{
	IE|=(1<<7)|(1<<4);	 //set UART
	SCON&=~(1<<7);
	SCON|=(1<<6)|(1<<4);
	PCON&=~(1<<6);
	PCON|=(1<<7);
	
	TCON|=(1<<6);		 //set Timer
	TMOD&=~(1<<3);
	TMOD&=~(1<<4);
	TMOD|=(1<<5);
	TL1= 204;
	TH1= 204;	  //forget the TH1 are the right com
}

注意：在初始化的时候，IT负责SBUF的发送，RI负责SBUF的接收，并且两者是或逻辑向主机请求中断，因此在中断响应的时候，需要在SBUF=ch之前先判断是否是IT位为1，在receive=SBUF之前先判断RI位是否为1，这样才能让主机正确响应SBUF的接收or发送请求。
如果不进行逻辑判断，也由于UART串口全双工的特性，会导致发送数据的时候接收函数也被调用，导致主机阻塞数据收发出现问题。

中断服务函数代码如下：

void uart_handler() interrupt 4
{
	if(SCON&(1<<0)!=0)
	{
		rec[pos++]=SBUF;
		SCON&=~(1<<0);
	}
}

数据传输函数的编写和c语言基本一样，除了多出来一步给SBUF中放想要收发的数据，让串口把数据传输出去。