7.STC15W408AS单片机串口通信

Posted 2021-08-19 小猿猪哥

        STC15W408AS只有一个串口，串口1，有4种工作方式，其中两种方式的波特率是可变的，另两种是固定的，以供不同应用场合选用。

一、串口1相关寄存器

下面只把接下来我需要的寄存器和寄存器的位说明一下。

1.1 控制寄存器SCON

其中SM0、SM1按下列组合确定串行口1的工作方式：

REN：允许/禁止串行接收控制位。由软件置位REN，即REN=1为允许串行接收状态，可启动串行接收器RxD，开始接收信息。软件复位REN，即REN=0，则禁止接收。

TI： 发送中断请求标志位。在方式0，当串行发送数据第8位结束时，由内部硬件自动置位，即TI=1，向主机请求中断，响应中断后TI必须用软件清零，即TI=0。在其他方式中，则在停止位开始发送时由内部硬件置位，即TI=1,响应中断后TI必须用软件清零。

RI： 接收中断请求标志位。在方式0，当串行接收到第8位结束时由内部硬件自动置位RI=1，向主机请求中断，响应中断后RI必须用软件清零，即RI=0。在其他方式中，串行接收到停止位的中间时刻由内部硬件置位，即RI=1,向CPU发中断申请，响应中断后RI必须由软件清零。串行通信的中断请求：当一帧发送完成，内部硬件自动置位TI，即TI=1，请求中断处理；当接收完一帧信息时，内部硬件自动置位RI，即RI=1，请求中断处理。由于TI和RI以"或逻辑"关系向主机请求中断，所以主机响应中断时事先并不知道是TI还是RI请求的中断，必须在中断服务程序中查询TI和RI进行判别，然后分别处理。因此，两个中断请求标志位均不能由硬件自动置位，必须通过软件清0，否则将出现一次请求多次响应的错误。电源控制寄存器PCON中的SMOD/PCON.7用于设置方式1、方式2、方式3的波特率是否加倍。

1.2 数据缓冲寄存器SBUF

        STC15系列单片机的串行口1缓冲寄存器(SBUF)的地址是99H，实际是2个缓冲器，写SBUF的操作完成待发送数据的加载，读SBUF的操作可获得已接收到的数据。两个操作分别对应两个不同的寄存器，1个是只写寄存器，1个是只读寄存器。串行通道内设有数据寄存器。在所有的串行通信方式中，在写入SBUF信号(MOV SBUF,A)的控制下，把数据装入相同的9位移位寄存器，前面8位为数据字节，其最低位为移位寄存器的输出位。根据不同的工作方式会自动将 1" TB8的值装入移位寄存器的第9位,并进行发送。串行通道的接收寄存器是一个输入移位寄存器。在方式0时它的字长为8位，其他方式时为9位。当一帧接收完毕，移位寄存器中的数据字节装入串行数据缓冲器SBUF中,其第9位则装入SCON寄存器中的RB8位。如果由于SM2使得已接收到的数据无效时,RB8和SBUF中内容不变。由于接收通道内设有输入移位寄存器和SBUF缓冲器，从而能使一帧接收完将数据由移位寄存器装入SBUF后，可立即开始接收下一帧信息，主机应在该帧接收结束前从SBUF缓冲器中将数据取走，否则前一帧数据将丢失。SBUF以并行方式送往内部数据总线。

1.3 辅助寄存器AUXR

T0x12: 定时器0速度控制位

        0, 定时器0是传统8051速度，12分频；

        1, 定时器0的速度是传统8051的12倍，不分频

T1x12: 定时器1速度控制位

        0, 定时器1是传统8051速度，12分频；

        1, 定时器1的速度是传统8051的12倍，不分频

如果UART1/串口1用T1作为波特率发生器，则由T1x12决定UART1/串口是12T还是1T

UART_M0x6: 串口模式0的通信速度设置位

        0, 串口1模式0的速度是传统8051单片机串口的速度，12分频；

        1, 串口1模式0的速度是传统8051单片机串口速度的6倍，2分频

T2R: 定时器2允许控制位

        0, 不允许定时器2运行；

        1, 允许定时器2运行

T2_C/T: 控制定时器2用作定时器或计数器

        0, 用作定时器(对内部系统时钟进行计数)；

        1, 用作计数器(对引脚T2/P3.1的外部脉冲进行计数)

T2x12: 定时器2速度控制位

        0, 定时器2是传统8051速度，12分频；

        1, 定时器2的速度是传统8051的12倍，不分频

如果串口1或串口2用T2作为波特率发生器，则由T2x12决定串口1或串口2是12T还是1T.

EXTRAM: 内部/外部RAM存取控制位

        0, 允许使用逻辑上在片外、物理上在片内的扩展RAM；

        1, 禁止使用逻辑上在片外、物理上在片内的扩展RAM

S1ST2: 串口1(UART1)选择定时器2作波特率发生器的控制位

        0, 选择定时器1作为串口1(UART1)的波特率发生器；

        1, 选择定时器2作为串口1(UART1)的波特率发生器，此时定时器1得到释放，可以作为独立定时器使用串口1可以选择定时器1做波特率发生器，也可以选择定时器2作为 波特率发生器当设置AUXR寄存器中的S1ST2位(串行口波特率选择位)为1时，串行口1选择定时器2作为波特率发生器，此时定时器1可以释放出来作为定时器/计数器/时钟输出使用。

        对于STC15系列单片机，串口2只能使用定时器2作为其波特率发生器，不能够选择其他定时器作为波特率发生器。而串口1默认选择定时器2作为其波特率发生器，也可以选择定时器1作为其波特率发生器；串口3默认选择定时器2作为其波特率发生器，也可以选择定时器3作为其波特率发生器；串口4默认选择定时器2作为其波特率发生器，也可以选择定时器4作为其波特率发生器。

1.4 定时器2的寄存器T2H, T2L

定时器2寄存器T2H(地址为D6H，复位值为00H)及寄存器T2L(地址为D7H，复位值为00H)用于保存重装时间常数。

注意：对于STC15串口2只能使用定时器2作为其波特率发生器，不能够选择其他定时器作为波特率发生器；而串口1默认选择定时器2作为其波特率发生器，也可以选择定时器1作为其波特率发生器；串口3默认选择定时器2作为其波特率发生器，也可以选择定时器3作为其波特率发生器；串口4默认选择定时器2作为其波特率发生器，也可以选择定时器4作为其波特率发生器。

1.5 与串行口1中断相关的寄存器位ES和PS

串行口中断允许位ES位于中断允许寄存器IE中，中断允许寄存器的格式如下：

IE : 中断允许寄存器 (可位寻址)

EA : CPU的总中断允许控制位

        EA=1，CPU开放中断，

        EA=0，CPU屏蔽所有的中断申请。

EA的作用是使中断允许形成多级控制。即各中断源首先受EA控制;其次还受各中断源自己的

中断允许控制位控制。

ES : 串行口中断允许位

        ES=1，允许串行口中断，

        ES=0，禁止串行口中断。

IP : 中断优先级控制寄存器低 (可位寻址)

PS: 串行口1中断优先级控制位。

当PS=0时，串行口1中断为最低优先级中断(优先级0)

当PS=1时，串行口1中断为最高优先级中断(优先级1)

二、串口1工作模式1：8位UART，波特率可变

        当软件设置SCON的SM0、SM1为"01" 时，串口1则以模式1工作。此模式为8位UART格式，一帧信息为10位：1位起始位，8位数据位(低位在先)和1位停止位。波特率可变，即可根据需要进行设置。TxD/P3.1为发送信息，RxD/P3.0为接收端接收信息，串行口为全双工接受/发送串行口模式1的发送过程：串行通信模式发送时，数据由串行发送端TxD输出。当主机执行一条写 SBUF" 的指令就启动串行通信的发送，写"SBUF"信号还把"1"装入发送移位寄存器的第9位，并通知TX控制单元开始发送。发送各位的定时是由16分频计数器同步。移位寄存器将数据不断右移送TxD端口发送，在数据的左边不断移入"0"作补充。当数据的最高位移到移位寄存器的输出位置，紧跟其后的是第9位 1" ，在它的左边各位全为"0" ，这个条件，使TX控制单元作最后一次移位输出，然后使允许发送信号 SEND"失效，完成一帧信息的发送，并置位中断请求位TI，即TI=1，向主机请求中断处理。

        模式1的接收过程：当软件置位接收允许标志位REN，即REN=1时，接收器便以选定波特率的16分频的速率采样串行接收端口RxD，当检测到RxD端口从 "1"→"0"的负跳变时就启动接收器准备接收数据，并立即复位16分频计数器，将1FFH植装入移位寄存器。复位16分频计数器是使它与输入位时间同步。16分频计数器的16个状态是将1波特率(每位接收时间)均为16等份，在每位时间的7、8、9状态由检测器对RxD端口进行采样，所接收的值是这次采样直经"三中取二" 即3次采样至少2次相同的值，以此消除干扰影响，提高可靠性。在起始位，如果接收到的值不为"0"(低电平)，则起始位无效，复位接收电路，并重新检测 1"→0" 的起始位有效，则将它输入移位寄存器，并接收本帧的其余信息。接收的数据从接收移位寄存器的右边移入，已装入的1FFH向左边移出，当起始位 0" 移位寄存器的最左边时，使RX控制器作最后一次移位，完成一帧的接收。若同时满足以下两个条件：

·RI=0；

·SM2=0或接收到的停止位为1。

则接收到的数据有效，实现装载入SBUF，停止位进入RB8，置位RI，即RI=1，向主机请求中断，若上述两条件不能同时满足，则接收到的数据作废并丢失，无论条件满足与否，接收器重又检测RxD端口上的 "1"→"0"的跳变，继续下一帧的接收。接收有效，在响应中断后，必须由软件清0，即RI=0。通常情况下，串行通信工作于模式1时，SM2设置为"0"。

三、串口1测试程序

#include "stc15.h"

typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned int WORD;

#define FOSC 11059200L          //系统频率
#define BAUD 9600               //串口波特率

void SendData(BYTE dat);
void SendString(char *s);

void main()
{
	SCON = 0x50;                //8位可变波特率 串口工作模式1
	T2L = (65536 - (FOSC/4/BAUD));   //设置波特率重装值
	T2H = (65536 - (FOSC/4/BAUD))>>8;
	AUXR = 0x14;                //T2为1T模式, 并启动定时器2
	AUXR |= 0x01;               //选择定时器2为串口1的波特率发生器
	ES = 1;                     //使能串口1中断
	EA = 1;
	while(1);
}
// UART 中断服务程序
void Uart() interrupt 4
{	
	// 接收中断标志位
	if (RI)
	{
		RI = 0;                 //清除RI位
		SendData(SBUF + 1);     // 把接收的数据+1 再发送出去
	}
	// 发送中断标志位
	if (TI)
	{
		TI = 0;                 //清除TI位
		SendString("发送完成!\\r\\n");
	 }
}
// 发送串口数据
void SendData(BYTE dat)
{
  SBUF = dat;
	while(TI == 0);
	TI = 0;
}
// 发送字符串
void SendString(char *s)
{
    while (*s)                  //检测字符串结束标志
    {
        SendData(*s++);         //发送当前字符
    }
}

这个实验就是把接受到的数据+1，再发送出去。