為了讓大家充分理解uart串口通信的原理，我們先用p3.0和p3.1這兩個(gè)當(dāng)做io口來(lái)進(jìn)行模擬實(shí)際串口通信的過程，原理搞懂后，我們?cè)偈褂眉拇嫫髋渲脤?shí)現(xiàn)串口通信過程。
對(duì)于uart串口波特率，常用的值是300、600、1200、2400、4800、9600、14400、19200、28800、38400、57600、115200、128000、256000等速率。io口模擬uart串行通信程序是一個(gè)簡(jiǎn)單的演示程序，我們使用串口調(diào)試助手下發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)加1后，再自動(dòng)返回。串口調(diào)試助手，在我們進(jìn)行全板子測(cè)試視頻的時(shí)候，大家已經(jīng)見過，這里我們直接使用stc-isp軟件自帶的串口調(diào)試助手，先把串口調(diào)試助手使用給大家說一下，如圖1所示。第一步要選擇串口助手菜單，第二步選擇十六進(jìn)制顯示，第三步選擇十六進(jìn)制發(fā)送，第四步選擇com口，這個(gè)com口要和自己電腦設(shè)備管理器里的那個(gè)com口一致，波特率是我們程序設(shè)定好的選擇，我們程序中讓一個(gè)數(shù)據(jù)位持續(xù)時(shí)間是1/9600秒，那這個(gè)地方選擇波特率就是選9600，校驗(yàn)位選n，數(shù)據(jù)位8，停止位1。
圖1串口調(diào)試助手示意圖
串口調(diào)試助手的實(shí)質(zhì)就是我們利用電腦上的uart通信接口，通過這個(gè)uart接口發(fā)送數(shù)據(jù)給我們的單片機(jī)，也可以把我們的單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)接收到這個(gè)調(diào)試助手界面上。
因?yàn)槌醮谓佑|通信方面的技術(shù)，所以我對(duì)這個(gè)程序進(jìn)行一下解釋，大家可以邊看我的解釋邊看程序，把底層原理先徹底弄懂。
變量定義部分就不用說了，直接看main主函數(shù)。首先是對(duì)通信的波特率的設(shè)定，在這里我們配置的波特率是9600，那么串口調(diào)試助手也得是9600。配置波特率的時(shí)候，我們用的是定時(shí)器0的模式2。模式2中，不再是th0代表高8位，tl0代表低8位了，而只有tl0在進(jìn)行計(jì)數(shù)了。當(dāng)tl0溢出后，不僅僅會(huì)讓tf0變1，而且還會(huì)將th0中的內(nèi)容重新自動(dòng)裝到tl0中。這樣有一個(gè)好處，我們可以把我們想要的定時(shí)器初值提前存在th0中，當(dāng)tl0溢出后，th0自動(dòng)把初值就重新送入tl0了，全自動(dòng)的，不需要程序上再給tl0重新賦值了，配置方式很簡(jiǎn)單，大家可以自己看下程序并且計(jì)算一下初值。
波特率設(shè)置好以后，打開中斷，然后等待接收串口調(diào)試助手下發(fā)的數(shù)據(jù)。接收數(shù)據(jù)的時(shí)候，首先要進(jìn)行低電平檢測(cè)while(pin_rxd)，若沒有低電平則說明沒有數(shù)據(jù)，一旦檢測(cè)到低電平，就進(jìn)入啟動(dòng)接收函數(shù)startrxd()。接收函數(shù)最開始啟動(dòng)半個(gè)波特率周期，初學(xué)可能這里不是很明白。大家回頭看一下我們的圖11-2里邊的串口數(shù)據(jù)示意圖，信號(hào)在數(shù)據(jù)位電平變化的時(shí)候去讀，因?yàn)闀r(shí)序上的誤差以及信號(hào)穩(wěn)定性的問題很容易讀錯(cuò)數(shù)據(jù)，所以我們希望在信號(hào)最穩(wěn)定的時(shí)候去讀數(shù)據(jù)。除了信號(hào)變化的那個(gè)沿的位置外，其他位置都很穩(wěn)定，那么我們現(xiàn)在就約定在信號(hào)中間位置去讀取電平狀態(tài)，這樣能夠保證我們信號(hào)讀的是對(duì)的。
一旦讀到了起始信號(hào)，我們就把當(dāng)前狀態(tài)設(shè)定成接受狀態(tài)，并且打開定時(shí)器中斷，第一次是半個(gè)周期進(jìn)入中斷后，對(duì)起始位進(jìn)行二次判斷一下，確認(rèn)一下起始位是低電平，而不是一個(gè)干擾信號(hào)。以后每經(jīng)過9600分之一秒進(jìn)入一次中斷，并且把這個(gè)引腳的狀態(tài)讀到rxdbuf里邊。等待接收完畢之后，我們?cè)侔堰@個(gè)rxdbuf加1，再通過txd引腳發(fā)送出去，同樣需要先發(fā)一位起始位，然后發(fā)8個(gè)數(shù)據(jù)位，再發(fā)結(jié)束位，發(fā)送完畢后，程序運(yùn)行到while(pin_rxd)，等待第二輪信號(hào)接收的開始。
#include<reg52.h>
sbitpin_rxd=p3^0;//接收引腳定義
sbitpin_txd=p3^1;//發(fā)送引腳定義
bitrxdortxd=0;//指示當(dāng)前狀態(tài)為接收還是發(fā)送
bitrxdend=0;//接收結(jié)束標(biāo)志
bittxdend=0;//發(fā)送結(jié)束標(biāo)志
unsignedcharrxdbuf=0;//接收緩沖器
unsignedchartxdbuf=0;//發(fā)送緩沖器
voidconfiguart(unsignedintbaud);
voidstarttxd(unsignedchardat);
voidstartrxd();
voidmain()
{
configuart(9600);//配置波特率為9600
ea=1;//開總中斷
while(1)
{
while(pin_rxd);//等待接收引腳出現(xiàn)低電平，即起始位
startrxd();//啟動(dòng)接收
while(!rxdend);//等待接收完成
starttxd(rxdbuf+1);//接收到的數(shù)據(jù)+1后，發(fā)送回去
while(!txdend);//等待發(fā)送完成
}
}
voidconfiguart(unsignedintbaud)//串口配置函數(shù)，baud為波特率
{
tmod&=0xf0;//清零t0的控制位
tmod|=0x02;//配置t0為模式2
th0=256-(11059200/12)/baud;//計(jì)算t0重載值
}
voidstartrxd()//啟動(dòng)串行接收
{
tl0=256-((256-th0)>>1);//接收啟動(dòng)時(shí)的t0定時(shí)為半個(gè)波特率周期
et0=1;//使能t0中斷
tr0=1;//啟動(dòng)t0
rxdend=0;//清零接收結(jié)束標(biāo)志
rxdortxd=0;//設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)為接收
}
voidstarttxd(unsignedchardat)//啟動(dòng)串行發(fā)送，dat為待發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)
{
txdbuf=dat;//待發(fā)送數(shù)據(jù)保存到發(fā)送緩沖器
tl0=th0;//t0計(jì)數(shù)初值為重載值
et0=1;//使能t0中斷
tr0=1;//啟動(dòng)t0
pin_txd=0;//發(fā)送起始位
txdend=0;//清零發(fā)送結(jié)束標(biāo)志
rxdortxd=1;//設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)為發(fā)送
}
voidinterrupttimer0()interrupt1//t0中斷服務(wù)函數(shù)，處理串行發(fā)送和接收
{
staticunsignedcharcnt=0;//bit計(jì)數(shù)器，記錄當(dāng)前正在處理的位
if(rxdortxd)//串行發(fā)送處理
{
cnt++;
if(cnt<=8)//低位在先依次發(fā)送8bit數(shù)據(jù)位
{
pin_txd=txdbuf&0x01;
txdbuf>>=1;
}
elseif(cnt==9)//發(fā)送停止位
{
pin_txd=1;
}
else//發(fā)送結(jié)束
{
cnt=0;//復(fù)位bit計(jì)數(shù)器
tr0=0;//關(guān)閉t0
txdend=1;//置發(fā)送結(jié)束標(biāo)志
}
}
else//串行接收處理
{
if(cnt==0)//處理起始位
{
if(!pin_rxd)//起始位為0時(shí)，清零接收緩沖器，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位
{
rxdbuf=0;
cnt++;
}
else//起始位不為0時(shí)，中止接收
{
tr0=0;//關(guān)閉t0
}
}
elseif(cnt<=8)//處理8位數(shù)據(jù)位
{
rxdbuf>>=1;//低位在先，所以將之前接收的位向右移
if(pin_rxd)//接收腳為1時(shí)，緩沖器最高位置1；為0時(shí)不處理即仍保持移位后的0
{
rxdbuf|=0x80;
}
cnt++;
}
else//停止位處理
{
cnt=0;//復(fù)位bit計(jì)數(shù)器
tr0=0;//關(guān)閉t0
if(pin_rxd)//停止位為1時(shí)，方能認(rèn)為數(shù)據(jù)有效
{
rxdend=1;//置接收結(jié)束標(biāo)志
}
}
}
}
同學(xué)們通過學(xué)習(xí)我們的程序，也慢慢感受到了，程序的延時(shí)部分已經(jīng)不再使用簡(jiǎn)單的delay來(lái)完成了，我們要通過我們的程序編寫積累，慢慢提高自己靈活運(yùn)用定時(shí)器的能力。一個(gè)小小的定時(shí)器，可以幫我們完成很多很多工作。