参考资料：https://www.bilibili.com/video/BV1Mb411e7re?p=19

一、串口相关信息

1. 串口简介

串口是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低、容易使用、通信线路简单，可实现两个设备的互相通信。

单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大的扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力。

51单片机内部自带UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter,通用异步收发器)，可实现单片机的串口通信。

2. 串口线路的连接

• 简单双向串口通信有两根通信线(发送端TXD和接收端RXD)
• TXD与RXD要交叉连接
• 当只需单向的数据传输时，可以直接一根通信线
• 当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片

示意图：

3. 串口电平标准

电平标准是数据1和数据0的表达方式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系，串口常用的电平标准有如下三种:

• TTL电平: +5V表示1，0V表示0 （单片机使用的是这个）
• RS232电平: -3--15V表示1，+3~+15V表示0
• RS485电平:两线压差+2_{+6V表示1，-2}-6V表示0 (差分信号)

4. 常见通信接口比较

相关术语：

• 全双工：通信双方可以在同一时刻互相传输数据
• 半双工：通信双方可以互相传输数据，但必须分时复用一根数据线
• 单工：通信只能有一方发送到另一方，不能反向传输
• 异步：通信双方各自约定通信速率
• 同步：通信双方靠一根时钟线来约定通信速率
• 总线：连接各个设备的数据传输线路(类似于一条马路，把路边各住户连接起来，使住户可以相互交流)

二、51单片机的UART

1. STC89C52的UART资源

STC89C52有1个UART
STC89C52的UART有四种工作模式：

• 模式0 :同步移位寄存器
• 模式1 : 8位UART，波特率可变(常用)
• 模式2 : 9位UART，波特率固定
• 模式3 : 9位UART，波特率可变

2. 串口参数

波特率：串口通信的速率(发送和接收各数据位的间隔时间)
检验位：用于数据验证
停止位：用于数据帧间隔

示意图如下：

3. 串口模式图

4. 中断通路的配置

从大的方向来说就是当单片机使用串口来发送数据或接受数据，都会先把数据写入到缓存SBUF中，然后会提出中断申请，然后再经过中断通路运行对应的中断程序。

5. 串口相关寄存器

三、相关寄存器的配置

SCON寄存器

1. SM0，SM1

我们主要通过配置这两位来设置UART的工作模式，如上所说，串口有4种工作模式，而我们常用的为第二种，故需要设置SM0=0，SM1=1。

2. REN

3. TI和RI

简单地说就是当单片机使用串口发送或接收数据后，TI或RI位就会置一，告诉我们数据已被发送或接收了，然后我们需要在代码层对其重新置零。

代码配置

所以配置的代码为：

SCON = 0x50; // 0101 0000

PCON寄存器

由于我们不需要检测帧错误，故我们这里只需要配置SMOD，我们不需要波特率加倍，故这里置零，所以总的配置为：

PCON = 0x7F;

至于为什么其他的位全部为1我也不太清楚，我是根据STC-ISP软件生成的代码配置的

使用STC-ISP软件自动生成配置代码

其实后面还有几项重要的配置，可是b站视频中的老师讲的很不清楚，直接就使用软件生成代码了，我也只能照做了。。。

打开STC-ISP软件并打开到【波特率计算器】的tab：

然后按照上图这样配置需要的参数，然后我们就获得了串口配置的所有代码。

然后我们即可将这段代码复制到项目中，注意还需要将与AUXR相关的两个语句删除掉，上一部分已经说明过我们当前版本的单片机是不需要配置这个的。

总的代码如下：

void UartInit(void) // 4800bps@11.0592MHz
{
    PCON &= 0x7F; //波特率不倍速
    SCON = 0x50;  // 8位数据,可变波特率
    TMOD &= 0x0F; //清除定时器1模式位
    TMOD |= 0x20; //设定定时器1为8位自动重装方式
    TL1 = 0xFA;   //设定定时初值
    TH1 = 0xFA;   //设定定时器重装值
    ET1 = 0;      //禁止定时器1中断
    TR1 = 1;      //启动定时器1
}

四、通过代码使用串口

1. 通过串口发送数据

编写函数：

void UartSendByte(unsigned char Data) {
    SBUF = Data;
    while (TI == 0);
    TI = 0;
}

即我们将一个字节的数据写入到SBUF寄存器中，然后单片机即会自动将这个字节的数据发送出去，发送后TI位会被置一。此时代表信息发送完成，我们需要手动将TI位置零。

然后我们可以编写一个每隔一段时间发送一个递增的数字的程序：

unsigned char dataToSend = 0;

int main() {
    UartInit();
    while (1) {
        UartSendByte(dataToSend);
        dataToSend++;
        defaultDeley();
    }
}

tips：

接收数据可以使用STC-ISP软件自带的串口助手：

此时我们需要注意将波特率设置为和我们前面配置的一致，这样我们才能确保接收到正确的数据。

运行结果：

2. 通过串口接收数据

我们使用串口接收数据并进行处理需要借助中断系统，当单片机使用串口发送或接收数据时都会发出中断请求，此时我们需要先配置中断通路（二. 4），即：

ES = 1;
EA = 1;

在Uart_Init()函数中添加这两句即可。

总的配置语句为：

void Uart_Init(void) // 4800bps@11.0592MHz
{
    PCON &= 0x7F; //波特率不倍速
    SCON = 0x50;  // 8位数据,可变波特率
    TMOD &= 0x0F; //清除定时器1模式位
    TMOD |= 0x20; //设定定时器1为8位自动重装方式
    TL1 = 0xFA;   //设定定时初值
    TH1 = 0xFA;   //设定定时器重装值
    ET1 = 0;      //禁止定时器1中断
    TR1 = 1;      //启动定时器1
	// 配置中断通路
    ES = 1;
    EA = 1;
}

然后我们在查看串口中断信号对应的中断号：

由图可知对应的中断号为4，因此我们可以像定时器那样编写中断程序（函数）：

void UART_Routine() interrupt 4 {
    ...
}

因为接受数据和发送数据都会触发中断程序，我们这里只使用中断程序来接受数据，故我们可以先使用一个if语句进行过滤：

void UART_Routine() interrupt 4 {
    if(RI == 1) {
        ...
    }
}

当RI == 1，即遇到接受信息而触发的中断时，我们将接受到的信息进行处理，我们可以用接收到的字节数据来控制LED灯的亮灭，则我们可以如下编写：

void UART_Routine() interrupt 4 {
    if(RI == 1) {
        // 将接收到的数据取反后赋值到P2，则bit为1时亮灯
        P2 = ~SBUF;
        // 然后将接收到的数据发送出去
        Uart_SendByte(SBUF);
        // RI需要手动置零
        RI = 0;
    }
}

不要忘记RI位需要手动置零

主函数：

int main() {
    Uart_Init();
    while (1) {}
}

然后我们即可使用【串口助手】发送信息到单片机上了。

五、将串口相关功能封装成模块

// Uart.c
#include "Uart.h"
#include<Atmel/REGX52.H>

void Uart_Init(void) // 4800bps@11.0592MHz
{
    PCON &= 0x7F; //波特率不倍速
    SCON = 0x50;  // 8位数据,可变波特率
    TMOD &= 0x0F; //清除定时器1模式位
    TMOD |= 0x20; //设定定时器1为8位自动重装方式
    TL1 = 0xFA;   //设定定时初值
    TH1 = 0xFA;   //设定定时器重装值
    ET1 = 0;      //禁止定时器1中断
    TR1 = 1;      //启动定时器1

    ES = 1;
    EA = 1;
}

void Uart_SendByte(unsigned char Data) {
    SBUF = Data;
    while (TI == 0);
    TI = 0;
}

/*
接收串口数据中断函数模板
void UART_Routine() interrupt 4 {
    if(RI == 1) {
        
        RI = 0;
    }
}
*/

头文件写上函数声明即可。