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  • 51单片机 特殊功能寄存器(SFR) SBUF使用方法  串行口中有两个缓冲寄存器SBUF,一个是发送寄存器,一个是接收寄存器,在物理结构上是完全独立。它们都是字节寻址的寄存器,字节地址均为99H。这个重叠地址靠读/...

    51单片机 特殊功能寄存器(SFR) SBUF使用方法
      串行口中有两个缓冲寄存器SBUF,一个是发送寄存器,一个是接收寄存器,在物理结构上是完全独立的。它们都是字节寻址的寄存器,字节地址均为99H。这个重叠的地址靠读/写指令区分:串行发送时,CPU向SBUF写入数据,此时99H表示发送SBUF;串行接收时,CPU从SBUF读出数据,此时99H表示接收SBUF。
      
      单片机串口

    	#include <reg52.h>#include <absacc.h>
      #define unit unsigned int
      #define uchar unsigned char
      
      uchar date;
      uchar recFlag;//接收数据标识,0 未接收数据 1 接收数据
      
      void init_serial();
      void send();
      void receive();
      
      main()
      {
      init_serial();
      IE=0; //屏蔽中断
      while(1)
      { receive(); send();}
      }
      
      void init_serial() //初始化串口
      { TMOD=0x20; //定时器T1使用工作方式2
      TH1=250; //设置初值
      TH0=250;
      TR1=1; //开始计时
      PCON=0x80; //SMOD=1;
      SCON=0x50; //工作方式1,波特率9600bit/s,允许接收
      TI=1;
      }
      
      void send()
      { if(TI==1) //检测输出是否READY
      { if(recFlag==1) //是否接收过数据
      { SBUF=date; //发送数据
      recFlag=0;
      TI=0;}
      }
      }
      
      void receive()
      { if(RI==1) //检测是否有数据接收
      { date=SBUF; //接收数据
      recFlag=1; //设置接收标识符
      RI=0;}
      }
    
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  • 8051内部有21个,在物理上是分散在片内各功能部件中,在数学上把它们组织在内部数据存储器地址空间80H~FFH中,以便能使用统一直接寻址方式来访问。这些特殊功能寄存器颁在以下各个功能部件中:(1)CPU:ACC、B、...
  • SBUF, TI/RI, ES

    2019-09-23 11:36:06
    寒假过去一半了,这两天重新开始学习。...功能是:向单片机发送一个字符(比如e),然后单片机返回字符串“ I get e”,串口通信。 #include <reg52.h> #include <intrins.h> typedef unsi...

    寒假过去一半了,这两天重新开始学习。这里来个小结,51单片机的一些关于串口通信的寄存器/锁存器。

     

    首先放上一段代码,来自郭天祥的51单片机教程

    功能是:向单片机发送一个字符(比如e),然后单片机返回字符串“ I get e”,串口通信。

    #include <reg52.h>
    #include <intrins.h>
    
    typedef unsigned char uchar;
    typedef unsigned int uint;
    uchar flag, a;
    uchar code table[]=" I get ";
    
    //串口初始化
    void Serial_Init()
    {
        TMOD = 0x20;    //设定T1定时器工作方式2
        TH1 = 0xfd;        //T1定时器装初值
        TL1 = 0xfd;        //T1定时器装初值
        TR1 = 1;        //启动T1定时器
        REN = 1;        //允许串口接收
        SM0 = 0;        //设定串口工作方式1
        SM1 = 1;        //同上
        EA = 1;            //开总中断
        ES = 1;            //开串口中断
    }
    void main()
    {
    
        Serial_Init();
    
        while(1)
        {
            if(flag)
            {
                uchar i;
                ES = 0;//先关闭串口中断防止干扰
                for(i=0; i<7; i++)
                {
                    SBUF = table[i];
                    while(!TI);//即等待发送完成,因为发送完成后TI由硬件置位
                    TI = 0;//清零以进行下一次发送
                }
                SBUF = a;//串行发送时,CPU向SBUF写入数据,sbuf的容量很大
                while(!TI);
                TI = 0;
    
                ES = 1;
                flag=0;
            }
        }
    }
    
    void ser() interrupt 4        //串口中断,接收,a相当于接收缓存
    {
        RI = 0;//接收完成后RI由硬件置1,中断里面清零以进行下一次接收
        a = SBUF;//串行接收时,CPU从SBUF读出数据
        flag = 1;
    }

     

     

    1.SBUF

    引用百科:

    全称:serial data buffer
    串行数据缓冲器
    串行口中有两个缓冲寄存器SBUF,一个是发送寄存器,一个是接收寄存器,在物理结构上是完全独立的。它们都是字节寻址的寄存器,字节地址均为99H。
    这个重叠的地址靠读/写指令区分:串行发送时,CPU向SBUF写入数据,此时99H表示发送SBUF;串行接收时,CPU从SBUF读出数据,此时99H表示接收SBUF。单片机串口程序参考。
     
        之前学习的时候对SBUF一知半解,只是抄了代码,看了效果。这两天重新学习后得到一些新的认识。
    首先是百科中提到的,串行口中有两个缓冲寄存器SBUF,一个是发送寄存器,一个是接收寄存器,在物理结构上是完全独立的。它们都是字节寻址的寄存器,字节地址均为99H。代码段中 SBUF=a 或者 SBUF = table[i] 都是CPU向SBUF写入数据,同时表示此时是发送状态, a=SBUF 是CPU从SBUF读出数据,同时表示此时是接收状态。也即0x99H这个重叠的地址靠读/写指令区分。
        另外SBUF的容量很大,至少可以放200字节数据(200个字符)
     
    2.TI/RI
     
    首先是Scon的百科
    SCON (Serial Port Control Register在51单片机中代表这是串口控制寄存器
    scon控制寄存器,它是一个可位寻址的专用寄存器,用于串行数据的通信控制,单元地址是98H,其结构格式如下:
     
    SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
    位地址 9FH 9EH 8DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H
    其中
    TI:发送中断标志位
    可寻址标志位。方式0时,发送完第8位数据后,由硬件置位,其它方式下,在发送或停止位之前由硬件置位,因此,TI=1表示帧发送结束,TI可由软件置0。
    RI:接收中断标志位
    可寻址标志位。接收完第8位数据后,该位由硬件置位,在其他工作方式下,该位由硬件置位,RI=1表示帧接收完成。
    注:在串口中断处理时,TI、RI都需要软件置0,硬件置位后不可能自动清0,此外,在进行缓冲区操作时,需要ES=0,以防止中断出现。
     
    代码中SBUF = table[i]  即发送后有 while(!TI)  即等待发送完成,因为发送完成后TI由硬件置位,然后 TI = 0  软件清零以进行下一次发送
    RI也是一样,进入中断是因为PC通过串口向单片机发送了信息,单片机接收完成后RI由硬件置1, RI = 0 由软件清零以进行下一次接收。
     
    3.ES
    参考这里,ES是中断允许寄存器IE的第5位(IE^4),表示串行口中断允许(ES=1充许,ES=0禁止)。代码中首先ES=0,关闭串口中断防止干扰,先把要发的数据放到SBUF,全部放完后再ES=1,使能串口中断。
     
    唔,如果昨晚效率高些就能早点总结完这个然后看can通信的代码了。。这里给自己小结下(其实是参考百科等资料把看懂的表达出来),对下一步有帮助。
     
    51和stm32各有长短,stm32给nrf24l01的配置比较麻烦。。
     
    嗯,新年快乐,马上快乐~
     
     

    转载于:https://www.cnblogs.com/Cmfvacks-IsLjj/p/3537274.html

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  •  首先,上位机如果要发送数据给单片机,单片机接收到数据之后,会存入到SBUF这个发送/接收寄存器,这个寄存器非常特殊,兼具发送和接收时存放数据的功能。如果是data = SBUF,则会把SBUF接收到上位机发送过来的数据...
    330bccd2c4de425898b4cb5cbd2fd30f.png点击“蓝字”关注我们吧这篇文章主要记录下单片机是如何通过TXD、RXD与上位机进行数据交换的。
      先介绍下51单片机中与串口通信有关的各种寄存器。
      首先,上位机如果要发送数据给单片机,单片机接收到数据之后,会存入到SBUF这个发送/接收寄存器,这个寄存器非常特殊,兼具发送和接收时存放数据的功能。如果是data = SBUF,则会把SBUF接收到上位机发送过来的数据存入到data中;如果是SBUF = data,则会把单片机想要发送的数据即data中的数据送入到SBUF中,然后再通过串口发送到上位机。
      在接收数据时,单片机会产生中断,不然单片机不知道什么时候接收完一位数据,这个中断叫做串口中断,服务程序是interrupt4,标志位是RI,所以进入串口中断服务程序时一定要记得把RI清零,不然程序就会一直进入串口中断服务程序。控制串口中断的寄存器叫SCON,它的每一位如下:

    edbbe845b0a132d8546456779d941523.png

    ba4a368c6c10cf1eb51eac0a80812e76.png

      这里关于4种工作方式如果展开了讲的话,实在太庞大,所以读者如果有疑惑可以自行百度。这里解释一下用定时器产生固定波特率的问题,我翻看了很多其他同学写的博客,发现他们有很多都不清楚方式1和3中为啥要给TH1、TL1(这里用定时器1举例)一个固定的初值。其实这个固定的初值是很多其他前辈算出来的初值,如果要自己计算也是完全可以的,公式如下(戴胜华教授《单片机原理与应用》):

    374c9cab1549bfdefd070b4199f2b748.png

     上式中出现到SMOD1,这一位是由电源寄存器PCON的第七位来控制的,假设我们规定好串行口工作在方式1或3的一个初值,原本波特率为9600,SMOD置1后,波特率翻倍,会变为19200,,很好理解。
      注意注意:这里的串行口工作方式0123跟定时器工作方式0123不是同一个东西,一定要分开。
      串行口工作方式为0123任意一种都能通过使用定时器1工作在方式2来产生相应的波特率。
      这里给出常用波特率相对应的定时器初值:

    837304de297422e3abf9d667704f100b.png

    举例假如我要让串口产生9600的波特率,我使用串口工作方式1、3,定时器1工作在方式2,那么公式就等于 波特率(9600)=2^0/32 * fosc/12 * 1/(2^k-初值) ,这里我们晶振频率为11.0592MHz,波特率为9600Hz,注意单位转换,K是计数器的计数为啥,定时器方式2为八位自动重装,所以K=8,那么等式就变为了 9600 = 1/32 * 11059200/12 * 1/(256-初值) ,化简一下 1/3 = 1/256-初值,那么初值就要为253,十六进制则是0xFD,则定时器每次放进TL1的初值就要为0xFD,这样就能产生9600的波特率。
      再解释一下为什么定时器中的高八位和低八位相同,以定时器1举例,如果定时器1工作在方式2即八位自动重装模式,会用低八位TL1来计数,用高八位来保存计数初值。TL1计数回到0时自动将TH1中的初值送回TL1中,完成自动重装。
      回到正题,SCON中REN这一位为允许接收控制位,置0则禁止串口接收数据,置1则反之。TB8和RB8是用于方式2和3中发送和接收数据的第9位,我这里不在过多解释,需要用的时候,再仔细百度。TI是发送中断标志位,发送完毕会自动置1,在发送数据前一定要先清零TI,发送完后可根据TI来判断是否发送完毕。RI则是接收中断标志位,可以根据RI的值来判断单片机是否接受完上位机发送来的数据。
      总结一下,串口发送和接收涉及到的寄存器相应的位有:PCON中的SMOD,SCON中的SM0、SM1、REN、TI、RI,TH0、TL0(TH1、TL1),TMOD中的M1、M0(控制定时器的工作方式),IE中的EA、ES(允许总中断、允许串口中断),TCON中的TR0(TR1)。
      单片机接收上位机数据工作过程大致为:定时器产生一定波特率——单片机与上位机通过TXD、RXD开始通信——单片机允许串口中断,允许接收数据——单片机接收到数据,进入串口中断服务程序,并将RI置1,软件将RI清零,读取SBUF。
      单片机发送数据到上位机工作过程大致为:定时器产生一定波特率——单片机与上位机通过TXD、RXD开始通信——单片机赋值给TI——单片机发送数据给上位机——上位机接收到数据。
      下面这两段程序是在郭天祥《新概念51单片机C语言教程》以及参考其他同学的博客写的。
      郭天祥:

    0de0819bd2ad41b8fb0b8c1e33779d4f.png

    824997c20c5465c158f8037e4e09f559.png

    结合按键,按一下发送一行字符:

    6a68d1e16ad0c1506502591880568961.png

    03f36f83d64ceb8ae04d15ff41e7f6f4.png

    8585ad155a02b20f7b2c25b2315e0426.png

     上面郭天祥那段代码中,只接收了上位机发送的一位数据,我又花了点时间改出了一段程序,分别是可以接受多位数据以及根据上位机送来的数据控制流水灯,两段代码就综合到一起了,注释部分是接收多位数据。

    bf1c07107db7651d54001525a21237d0.png

    71dcc9464425b8e2bb4ac86966d6839d.png

    018762fdc05ae53ca53a35b24368a362.png

     目前程序中我觉得不足的地方是发送代码中的while(!TI),这里会把单片机一直占用住,按照之前按键扫描延时尽量不用delay的惯例,这里的while等待我觉得也有不妥,但是不确定是不是我自己想多了,还需要以后深入学习才能得出结论。
      如有错误,欢迎评论指正,本人也是边学边总结,一方面检验自己是否真的理解,另一方面如有错误理解也能及时发现及时改正。
      为什么串口的波特率与定时器有关?
      最近再次看回这篇博客不禁思考,这两者有什么联系吗?为什么要用定时器1来控制波特率为什么不能用定时器2,百度了一下发现原来51单片机串口的波特率是与定时器1的溢出率有关,这一点在上面计算波特率的时候的公式里面有体现。定时器的溢出率顾名思义就是与定时器的溢出速率有关,大概意思可能是定时器溢出一次的时间,那么晶振频率如果为11.0592MHz,时钟周期就是1/11.0592,机器周期为12/11.0592,则单片机定时器+1的时间为12/11.0592us,溢出率=溢出一次的时间=计数次数*机器周期,所以通过改变定时器的初值就能改变定时器的溢出率,也就改变了串口的波特率。
      波特率这里也顺带解释一下,就是串口每秒能接受的比特数bit,因为串口是一位一位数据按顺序发送,波特率9600就是串口每秒钟能接收的bit数为9600位,如果上位机的波特率大于9600,那么通信就会失败,因为单片机来不及接收这么多的数据量。所以串口通信要求上下位机的波特率要一致,才能保证数据传送不出错。

    往期回顾

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    C#做一个简单的进行串口通信的上位机

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    阿里云服务器 + WinServer 2012 搭建Git服务器

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    【完整视频】手把手教你搭建西门子PLC仿真环境

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  • SBUF 数据缓冲寄存器 这是一个可以直接寻址串行口专用寄存器。有朋友这样问起过“为何在串行口收发中,都只是使用到同一个寄存器SBUF?而不是收发各用一个寄存器。”实际上SBUF 包含了两个独立的寄存器,一个是发送...

    你想熟悉单片机,那必须先看看单片机的结构和特殊寄存器,这是你编写软件的关键。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢,它们是SCON,TCON,TMOD,SCON等,各代表什么含义呢?

    SBUF 数据缓冲寄存器 这是一个可以直接寻址的串行口专用寄存器。有朋友这样问起过“为何在串行口收发中,都只是使用到同一个寄存器SBUF?而不是收发各用一个寄存器。”实际上SBUF 包含了两个独立的寄存器,一个是发送寄存,另一个是接收寄存器,但它们都共同使用同一个寻址地址-99H。CPU 在读SBUF 时会指到接收寄存器,在写时会指到发送寄存器,而且接收寄存器是双缓冲寄存器,这样可以避免接收中断没有及时的被响应,数据没有被取走,下一帧数据已到来,而造成的数据重叠问题。发送器则不需要用到双缓冲,一般情况下我们在写发送程序时也不必用到发送中断去外理发送数据。操作SBUF寄存器的方法则很简单,只要把这个99H 地址用关键字sfr定义为一个变量就可以对其进行读写操作了,如sfr SBUF = 0x99;当然你也可以用其它的名称。通常在标准的reg51.h 或at89x51.h 等头文件中已对其做了定义,只要用#include 引用就可以了。

    814e48d2d6c656bae5f315f64beacc4b.png

    SCON 串行口控制寄存器 通常在芯片或设备中为了监视或控制接口状态,都会引用到接口控制寄存器。SCON 就是51 芯片的串行口控制寄存器。它的寻址地址是98H,是一个可以位寻址的寄存器,作用就是监视和控制51 芯片串行口的工作状态。51 芯片的串口可以工作在几个不同的工作模式下,其工作模式的设置就是使用SCON 寄存器。它的各个位的具体定义如下:

    SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI

    SM0、SM1 为串行口工作模式设置位,这样两位可以对应进行四种模式的设置。串行口工作模式设置。

    SM0 SM1 模式 功能 波特率

    0 0 0 同步移位寄存器 fosc/12

    0 1 1 8位UART 可变

    1 0 2 9位UART fosc/32 或fosc/64

    1 1 3 9位UART 可变

    在这里只说明最常用的模式1,其它的模式也就一一略过,有兴趣的朋友可以找相关的硬件资料查看。表中的fosc 代表振荡器的频率,也就是晶振的频率。UART 为(Universal Asynchronous Receiver)的英文缩写。

    6d99f8d09dd25cc0de5beef5b5630baa.png

    SM2 在模式2、模式3 中为多处理机通信使能位。在模式0 中要求该位为0。

    REM 为允许接收位,REM 置1 时串口允许接收,置0 时禁止接收。REM 是由软件置位或清零。如果在一个电路中接收和发送引脚P3.0,P3.1 都和上位机相连,在软件上有串口中断处理程序,当要求在处理某个子程序时不允许串口被上位机来的控制字符产生中断,那么可以在这个子程序的开始处加入REM=0 来禁止接收,在子程序结束处加入REM=1 再次打开串口接收。大家也可以用上面的实际源码加入REM=0 来进行实验。

    TB8 发送数据位8,在模式2 和3 是要发送的第9 位。该位可以用软件根据需要置位或清除,通常这位在通信协议中做奇偶位,在多处理机通信中这一位则用于表示是地址帧还是数据帧。

    RB8 接收数据位8,在模式2 和3 是已接收数据的第9 位。该位可能是奇偶位,地址/数据标识位。在模式0 中,RB8 为保留位没有被使用。在模式1 中,当SM2=0,RB8 是已接收数据的停止位。

    TI 发送中断标识位。在模式0,发送完第8 位数据时,由硬件置位。其它模式中则是在发送停止位之初,由硬件置位。TI 置位后,申请中断,CPU 响应中断后,发送下一帧数据。在任何模式下,TI 都必须由软件来清除,也就是说在数据写入到SBUF 后,硬件发送数据,中断响应(如中断打开),这时TI=1,表明发送已完成,TI 不会由硬件清除,所以这时必须用软件对其清零。

    1f71d3dc6c6f064d137e4962dacf17c9.png

    RI 接收中断标识位。在模式0,接收第8 位结束时,由硬件置位。其它模式中则是在接收停止位的半中间,由硬件置位。RI=1,申请中断,要求CPU 取走数据。但在模式1 中,SM2=1时,当未收到有效的停止位,则不会对RI 置位。同样RI 也必须要靠软件清除。常用的串口模式1 是传输10 个位的,1 位起始位为0,8 位数据位,低位在先,1 位停止位为1。它的波特率是可变的,其速率是取决于定时器1 或定时器2 的定时值(溢出速率)。AT89C51 和AT89C2051 等51 系列芯片只有两个定时器,定时器0 和定时器1,而定时器2是89C52 系列芯片才有的。

    波特率 在使用串口做通讯时,一个很重要的参数就是波特率,只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。有一些初学的朋友认为波特率是指每秒传输的字节数,如标准9600 会被误认为每秒种可以传送9600个字节,而实际上它是指每秒可以传送9600 个二进位,而一个字节要8 个二进位,如用串口模式1 来传输那么加上起始位和停止位,每个数据字节就要占用10 个二进位,9600 波特率用模式1 传输时,每秒传输的字节数是9600÷10=960 字节。51 芯片的串口工作模式0的波特率是固定的,为fosc/12,以一个12M 的晶振来计算,那么它的波特率可以达到1M。模式2 的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32,具体用那一种就取决于PCON 寄存器中的SMOD位,如SMOD 为0,波特率为focs/64,SMOD 为1,波特率为focs/32。模式1 和模式3 的波特率是可变的,取决于定时器1 或2(52 芯片)的溢出速率。那么我们怎么去计算这两个模

    式的波特率设置时相关的寄存器的值呢?可以用以下的公式去计算。

    波特率=(2SMOD÷32)×定时器1 溢出速率

    4d9ad7480bbeeedeed1e6a687f7ea3e9.png

    上式中如设置了PCON 寄存器中的SMOD 位为1 时就可以把波特率提升2 倍。通常会使用定时器1 工作在定时器工作模式2 下,这时定时值中的TL1 做为计数,TH1 做为自动重装值 ,这个定时模式下,定时器溢出后,TH1 的值会自动装载到TL1,再次开始计数,这样可以不用软件去干预,使得定时更准确。在这个定时模式2 下定时器1 溢出速率的计算公式如下:

    溢出速率=(计数速率)/(256-TH1)

    上式中的“计数速率”与所使用的晶体振荡器频率有关,在51 芯片中定时器启动后会在每一个机器周期使定时寄存器TH 的值增加一,一个机器周期等于十二个振荡周期,所以可以得知51 芯片的计数速率为晶体振荡器频率的1/12,一个12M 的晶振用在51 芯片上,那么51 的计数速率就为1M。通常用11.0592M 晶体是为了得到标准的无误差的波特率,那么为何呢?计算一下就知道了。如我们要得到9600 的波特率,晶振为11.0592M 和12M,定时器1 为模式2,SMOD 设为1,分别看看那所要求的TH1 为何值。代入公式:

    11.0592M

    9600=(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))

    TH1=250

    12M

    9600=(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))

    TH1≈249.49

    上面的计算可以看出使用12M 晶体的时候计算出来的TH1 不为整数,而TH1 的值只能取整数,这样它就会有一定的误差存在不能产生精确的9600 波特率。当然一定的误差是可以在使用中被接受的,就算使用11.0592M 的晶体振荡器也会因晶体本身所存在的误差使波特率产生误差,但晶体本身的误差对波特率的影响是十分之小的,可以忽略不计。

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空空如也

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sbuf寄存器的功能是