51 單片機內(nèi)部有一個全雙工串行接口。什么叫全雙工串口呢?一般來說，只能接受或只能發(fā)送的稱為單工串行;既可接收又可發(fā)送，但不能同時進行的稱為半雙工;能同時接收和發(fā)送的串行口稱為全雙工串行口。串行通信是指數(shù)據(jù)一位一位地按順序傳送的通信方式，其突出優(yōu)點是只需一根傳輸線，可大大降低硬件成本，適合遠距離通信。其缺點是傳輸速度較低。
51單片機的串口通信例程應(yīng)該包含以下幾個步驟： 1. 配置串口通信的引腳，一般來說要設(shè)置 RX 和 TX 引腳，還有數(shù)據(jù)位、停止位、校 驗位等參數(shù)。 2. 初始化串口，設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗位等參數(shù)。 3. 在主函數(shù)中，使用串口發(fā)送函數(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，例如使用 UART_Send_Data 函數(shù)， 將字符串發(fā)送到串口。 4. 在主函數(shù)中，使用串口接收函數(shù)接收數(shù)據(jù)，例如使用 UART_Receive_Data 函數(shù)，將 串口接收到的字符串保存到緩沖區(qū)中。 5. 在主函數(shù)中，使用相應(yīng)的函數(shù)處理接收到的數(shù)據(jù)。
串口是一種通信接口，用于在電子設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。其主要特點是一條通信線路同時只能傳輸一位數(shù)據(jù)，因此稱為串口。串口和并口屬于不同的通信接口標準。串口的優(yōu)點是具有通信距離遠、傳輸速率快、可靠性高等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用于各種場合中。串口有兩種工作模式：同步模式和異步模式。在實際應(yīng)用中，異步串口通信更為常見。
異步串口通信原理在異步串口通信中，數(shù)據(jù)的傳輸是通過發(fā)送端和接收端的時鐘信號不同步實現(xiàn)的。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端會發(fā)出一個起始位，接下來是數(shù)據(jù)位，最后是一個或多個停止位。在接收端，當檢測到起始位時，開始接收數(shù)據(jù)。根據(jù)通信協(xié)議，在接收完數(shù)據(jù)位后，接收端會判斷是否正確，然后再結(jié)束本次通信。
與之前一樣，首先我們來了解單片機串口相關(guān)的寄存器。SBUF 寄存器：它是兩個在物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，可通過指令對SBUF 的讀寫來區(qū)別是對接收緩沖器的操作還是對發(fā)送緩沖器的操作。從而控制外部兩條獨立的收發(fā)信號線RXD(P3.0)、TXD(P3.1)，同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全雙工。
SM2 ：多機通信控制位。 該僅用于方式2 和方式3 的多機通信。其中發(fā)送機SM2 = 1(需要程序控制設(shè)置)。接收機的串行口工作于方式2 或3，SM2=1 時，只有當接收到第9 位數(shù)據(jù)(RB8)為1 時，才把接收到的前8 位數(shù)據(jù)送入SBUF，且置位RI 發(fā)出中斷申請引發(fā)串行接收中斷，否則會將接受到的數(shù)據(jù)放棄。當SM2=0 時，就不管第位數(shù)據(jù)是0 還是1，都將數(shù)據(jù)送入SBUF，并置位RI 發(fā)出中斷申請。工作于方式0 時，SM2 必須為0。
REN ：串行接收允許位：REN =0 時，禁止接收;REN =1 時，允許接收。
TB8 ：在方式2、3 中，TB8 是發(fā)送機要發(fā)送的第9 位數(shù)據(jù)。在多機通信中它代表傳輸?shù)牡刂坊驍?shù)據(jù)，TB8=0 為數(shù)據(jù)，TB8=1 時為地址。
RB8 ：在方式2、3 中，RB8 是接收機接收到的第9 位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)正好來自發(fā)送機的TB8，從而識別接收到的數(shù)據(jù)特征。
TI ：串行口發(fā)送中斷請求標志。當CPU 發(fā)送完一串行數(shù)據(jù)后，此時SBUF 寄存器為空，硬件使TI 置1，請求中斷。CPU 響應(yīng)中斷后，由軟件對TI 清零。
RI ：串行口接收中斷請求標志。當串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時，此時SBUF 寄存器為滿，硬件使RI 置1，請求中斷。CPU 響應(yīng)中斷后，用軟件對RI 清零。
通過該講，讀者可以了解和掌握51 單片機串口通信的原理與應(yīng)用流程，利用串口通信，單片機可以與計算機相連，也可以單片機互聯(lián)或者多個單片機相互通信組網(wǎng)等，在實際的工程應(yīng)用中非常廣泛。從學習的角度來說，熟練的利用串口將單片機系統(tǒng)中的相關(guān)信息顯示在計算機上可以很直觀方便的進行調(diào)試和開發(fā)。
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