【蓝桥杯】串口通信详解附双串口代码

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1、串口相关寄存器
2、波特率
3、串口收发
4、串口1收发实验

IAP15F2K61S2单片机拥有两个全双工串口通信接口（串口1和串口2）

1、串口相关寄存器

每个串口都有2个数据缓冲器、一个移位寄存器、一个串行控制器和一个波特率发生器

1.1数据缓冲器SBUF

这是两个物理上独立的接收、发送缓冲器，可同时发送、接收数据。
发送缓冲器只写不能读，接收缓冲器只读不能写。因此两个缓冲器共用一个地址码
从STC15F2K60S2这个头文件的190行和192行可以看出串行口1SBUF地址是99H，串行口2S2UBF地址是9BH。

1.2串行口(工作方式)控制寄存器SCON

IAP15F2K61S2 单片机的串行口有 4 种工作方式。
（1）SM0、SM1控制工作方式

方式0：同步串行通信
方式1：异步串行通信8位，串行口1波特率取决于定时器T1，串行口1波特率取决于定时器T2，波特率都可变
方式2：异步串行通信9位（多一个奇偶检验位、或地址帧/数据帧标识位），波特率取决于内部晶振，波特率不可变
方式3：异步串行通信9位（多一个奇偶检验位、或地址帧/数据帧标识位），串行口1波特率取决于定时器T1，串行口1波特率取决于定时器T2，波特率可变
（2）SM2多机通信控制位，用来控制是否激活RI
①当串口以方式2或方式3接收时：
如果SM2 = 1，则只有当接收到的第9位数据（RB8）为“1”时，才使RI置“1”，产生中断请求，并将接收到的前8位数据送入SBUF。当接收到的第9位数据（RB8）为“0”时，不使RI置“1”，并将接收到的前8位数据丢弃。
当SM2 = 0时，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都将前8位数据送入SBUF中，并使RI置“1”，产生中断请求。
②方式0、方式1时，SM2 = 0。
（3）TB8—发送的第9位数据
在多机通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB8=1为地址帧，TB8=0为数据帧。
双机串行通信时，为奇偶校验位。
（4）RB8—接收的第9位数据
方式0，不使用RB8。
方式1中，RB8是接收到的停止位。
方式2和方式3，RB8存放接收到的第9位数据。作为地址帧/数据帧标识位、或奇偶校验位。
（5）REN—允许串行接收位。
由软件置“1”或清“0”。
REN=1，允许串行口接收数据。
REN=0，禁止串行口接收数据。
（6）TI—发送中断标志位
TI =1，表示一帧数据发送结束。TI状态可供软件查询，也可申请中断。CPU响应中断后，在中断服务程序中向SBUF写入要发送的下一帧数据。
方式0，串行发送的第8位数据结束时TI由硬件置“1”，
在其他方式中，串行口发送停止位的开始时置TI 为“1”。
TI必须由软件清“0”
（7）RI—接收中断标志位
RI=1，表示一帧数据接收完毕，并申请中断，要求CPU从接收SBUF取走数据。该位的状态也可供软件查询。
方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置“1”。
在其他工作方式中，串行接收到停止位时，该位置“1”。

RI必须由软件清“0”。

1.3特殊功能寄存器PCON

PCON中仅最高位SMOD与串口有关：SMOD：波特率倍增位。
方式0时(同步)，此位未采用，即波特率的速度不受SMOD影响。
方式1、2、3时，SMOD=1时的波特率比SMOD=0时的波特率速度提高一倍。所以称SMOD位为波特率倍增位。

2、波特率

异步通信没有时钟线的约束，通信双方都有自己的通信频率(波特率)，且双方的波特率要相同。
波特率的设置（fosc:frequency oscillate晶振频率）

方式0的波特率 = fosc/12

方式2的波特率 =（2SMOD/64*fosc

方式1的波特率 =（2SMOD/32）*（T溢出率）

方式3的波特率 =（2SMOD/32）*（T溢出率）
一般我们使用定时器作为波特率的发生器，进行串口通信，如果两个串口同时使用，那么我们需要准备两个波特率发生器
串行口1使用定时器1作为波特率发生器
串行口2使用定时器2作为波特率发生器

3、串口收发

回头看了看这个博客，觉得写的海慧寺太水了，现在推倒重来嗷

3.1串口初始化函数

咳咳，有两种方案嗷，
第一种建议完全理解了这个串口的人使用，就是自己算

配置步骤：
①配置SCON工作方式。
②配置AUXR这个寄存器，选择时钟，
③配置定时器用作波特率发生器比如定时器1 定时器1的16位工作方式，TH1、TL0初始计算，禁止定时器1中断
④允许总中断
⑤允许串口中断

说实话这一套下来，除非你基本功很扎实，不然都会出现或多或少的问题，建议刚开始多来几次自己配置，然后第二套方案

第二种办法

啊这，咱就用个波特率计算器不香么。一键配置完成。

这种软件很多，咱就说说ISP这个软件吧，毕竟蓝桥杯考试也能用的

打开这个软件，找到波特率计算器，你想要什么频率，哪个串口啥波特率哪个定时器，都妥妥了。

void Uart1Init(void)		//串口1，9600bps@12.000MHz
{
	SCON = 0x50;		//8位数据,可变波特率
	AUXR |= 0x40;		//定时器1时钟为Fosc,即1T
	AUXR &= 0xFE;		//串口1选择定时器1为波特率发生器
	TMOD &= 0x0F;		//设定定时器1为16位自动重装方式
	TL1 = 0xC7;		//设定定时初值
	TH1 = 0xFE;		//设定定时初值
	ET1 = 0;		//禁止定时器1中断
	TR1 = 1;		//启动定时器1
	TI = 1;//未发送完成
	ES=1;	//这里是自己加的
	EA=1;	//这里是自己加的
}

记得这里开启中断允许啊，一定要啊，不然白费

3.2串口发送函数

串口当然离不开数据的收发了，这里呢，咱最重要的就是对SCON寄存器的理解了，不太熟悉的看上面介绍

1、怎么存放数据？

SBUF这个寄存器，其实有俩，因为公用的同一地址，所以只有一个名字，具体的看上面介绍哈，咱把数据直接放里就好了，一个简单的赋值操作就行

2、怎么判断数据送完了，然后停下来？

方便大家and我查看，我复制下来了
TI—发送中断标志位 TI =1，表示一帧数据发送结束。TI状态可供软件查询，也可申请中断。CPU响应中断后，在中断服务程序中向SBUF写要发送的下一帧数据。所以说每次发送的时候，咱就让代码停在这里，守着TI直到他等于1，结束这次发送方式0，串行发送的第8位数据结束时TI由硬件置“1”，在其他方式中，串行口发送停止位的开始时置TI为“1”。

**TI必须由软件清“0”**这句话超重要，你每次发完了数据，TI必然要变成1，也就是一直停在发送结束这个状态。咱下次还要发，肯定要置0啊，它自己不能置零，需要我们给它赋值为0，
这里有两种写法，第一种是软件查询，第二种是串口中断
这里不建议使用第二种，为什么呢？TI=0就可以申请中断，这太麻烦了，而且串口会干扰咱，你根本不知道此时的TI=0是空闲状态还是发送状态？所以我们使用软件查询法,在查询时，关闭它的中断请求。

//串口发送字符 
void uart_send(unsigned char ch)
{
  ES=0;   //关串口中断，
  SBUF=ch;
  while(TI==0);  //等待发送完成
  TI=0;  //清除中断标记
  ES=1;   //开中断
}
//串口1字符串发送
void Uart1_Sendstring(unsigned char *Str) 
{ 
 ES=0;   //关串口中断
 while(*Str != '\0') 
 { 
	 SBUF = *Str; 
	 while(TI == 0); 
	 TI = 0; 
	 Str++; 
 } 
  ES=1;   //开串口中断
}

串口的写法，后面会有，也可以看看，不是不能用，

3.3串口接收函数

RI—接收中断标志位

RI=1，表示一帧数据接收完毕，并申请中断，要求CPU从接收SBUF取走数据。该位的状态也可供软件查询。
和发送的道理相似，我们也有RI作为接收的标志，同样也有两种方式，一种是软件查询，一种是中断
方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件置“1”。在其他工作方式中，串行接收到停止位时，该位置“1”。 RI必须由软件清“0”。

软件查询法

//串口1字符串发送
unsigned char  Uart1_receive() 
{ 
 unsigned char dat;
 while(RI==0);   //等待接收完毕
 RI=0;  	//将接收中断标志RI清0，为接收下一帧数据做准备
 dat=SBUF; 	//将接收缓冲器中的数据存入dat 
  return dat;	//将接收到的数据返回
}

中断查询法

//串口接收 ( 通过中断 )
void uart1receive() interrupt 4
{
   if (RI==1) 
  { RI=0;
     buf=SBUF;
   }
}

4、串口1收发实验

各个模块都讲完了，下面咱得把它组合起来实战
简简单单写一个收发实验吧，我们给单片机发送消息，然后单片机将消息反馈给串口调试助手，这个是最简单的操作
（主函数什么都没写，我们可以在里面写点控制，比如串口发送了什么，单片机怎么样之类的，就实现了PC机控制单片机了，更有甚者，给它安一个WIFI、蓝牙什么的，直接无线控制，哈哈。WiFi的方式用过一次，挺有意思的）
如果发现发送的数据和接收的数据不一致，一定检查IRC频率是否是12mhz，

#include <STC15F2K60S2.H>
#include <stdio.h>
//定义接收数组
unsigned char Buffer1[12]={0};//串口1接收数组
unsigned char i;
void Uart1Init(void)		//串口1，9600bps@12.000MHz
{
	SCON = 0x50;		//8位数据,可变波特率
	AUXR |= 0x40;		//定时器1时钟为Fosc,即1T
	AUXR &= 0xFE;		//串口1选择定时器1为波特率发生器
	TMOD &= 0x0F;		//设定定时器1为16位自动重装方式
	TL1 = 0xC7;		//设定定时初值
	TH1 = 0xFE;		//设定定时初值
	ET1 = 0;		//禁止定时器1中断
	TR1 = 1;		//启动定时器1
	ES=1;	//这里是自己加的
	EA=1;	//这里是自己加的
}

//串口1字符串发送
void Uart1_Sendstring(unsigned char *pucStr) 
{ 
 while(*pucStr != '\0') 
 { 
	 SBUF = *pucStr; 
	 while(TI == 0); 
	 TI = 0; 
	 pucStr++; 
 } 
}
//主函数
void  main()
{
	Uart1Init();
	EA =1;
	while(1)
	{
	  	
	}
}

//中断接收函数
void UART1receive() interrupt 4
{
	 if(RI)
	 { 
		  Buffer1[i]=SBUF;
		  RI=0;
	 }
	
	 Uart1_Sendstring(Buffer1);
}