通过异步收发器（UART）用来传输串行数据。UART之间以全双工方式传输数据，最精简的连接方法只有三条连线：TXD用于发送数据，RXD用于接收数据，Gnd给双方提供参考电平。
 UART使用标准的CMOS逻辑电平（0—5V、0—3.3V、0—2.5V或0—1.8V四种）来表示数据，高电平为1，低电平为0。为了增强干扰能力，提到传输长度，通常将CMOS逻辑电平转换为RS-232逻辑电平（3—15V以0表示，-3 — -15V以1表示）。TXD、RXD数据线以“位”位最小传输单位，传输数据包括1位起始位、5—8位数据位、1位奇偶校验位（需要的话）和1—2位停止位。
 传输数据之前，UART之间要约定数据的传输速率（即每位所占时间，其倒数成为波特率）、数据的帧格式（即有多少个数据位、是否使用校验位、是奇校验还是偶校验、有几位停止位）。
 其数据传输流程如下：
 1、平时数据线处于“空闭”状态（1状态）。
 2、当要发送数据时，UART改变TXD数据线的状态（变为0状态）并维持1位的时间，这样，接收方检测到开始位后，在等待1.5位的时间就开始一位一位地检测数据线的状态，得到所传输的数据。
 3、UART一帧中可以有5、6、7或8位数据，发送方一位一位地改变数据线的状态，将它们发送出去，首先发送最低位。
 4、如果使用奇偶校验功能，UART在发送完数据位后，还要发送1个校验位。有两种校验方法，即奇校验和偶校验（数据位连同校验位中“1”的数目分别等于奇数或偶数）。
 5、发送停止位，数据线恢复到“空闭”状态（1状态）。停止位的长度有三种：1位、1.5位、2位。

基本概念
 
通信分为两种：串行通信和并行通信。
 串行通信方式中，可以分为两类：异步通信和同步通信。
 异步通信中，单片机与外设之间必须有两项规定。
 第一项规定：双方通信时采用怎样的数据格式。数据格式指的是串行通信中怎样标志一组数据的开头和结束，这组数据有多少个有效数据位，以及是否带有校验码等等。
 例如UART串行通信双方规定：形成的数据格式如图：
 
 1个起始位低电平0（通信总线在空闲时是高电平），7个数据位，1个奇偶校验位，1个停止位，这是完整的一帧数据。称之为数据格式。
 
异步通信还必须有一项规定：即双方通信过程中每发送一个数位需要多长的时间。在有些场合也称为波特率，即每秒钟传送的二进制位数。这项规定对于微处理器与外界通信是很重要的。
 
51内部的串行口
 
89C51内部有一个全双工串行通信接口，具有UART功能。
 
 解释：51单片机内核，如果要发送一个数据出去，首先把数据放到发送SBUF中（缓冲区），然后SBUF会自主自发的将数据送到输出移位寄存器（8位），然后一个位一个位的送到TXD，首先发送右侧的那一位，发送完前面的自动往后移动位，发送的速度由波特率控制；当有数据来的时候，首先通过RXD送入输入移位寄存器（8位），当装满之后（一个字节），一次性送入接收SBUF（发送SBUF与接收SBUF名字一样，但物理地址不一样），然后再由单片机从接收SBUF中读取数据。PCON寄存器控制波特率，串行口控制寄存器SCON，TI与RI是标志位，TXD连接P3.1引脚，RXD连接P3.0引脚。这两个引脚又称为功能复用引脚（既做普通I/O口，又做串行口的输出/输入）。
 #寄存器描述
 串行口资源的有3个寄存器：SCON、SBUF、PCON
 1、串行口控制寄存器SCON
 

    
     D7
    

    
     D6
    

    
     D5
    

    
     D4
    

    
     D3
    

    
     D2
    

    
     D1
    

    
     D0
    

    
     SM0
    

    
     SM1
    

    
     SM2
    

    
     REN
    

    
     TB8
    

    
     RB8
    

    
     TI
    

    
     RI
    
 SM0、SM1：串行口工作方式控制位 

    
     SM0 SM1
    

    
     工作方式
    

    
     功能说明
    

    
     波特率
    

    
     0　　0
    

    
     方式０
    

    
     移位寄存器输入输出
    

    
     fosc/12(fosc是振荡器的频率)
    

    
     0　　1
    

    
     方式1
    

    
     8位UART
    

    
     T1溢出率(16×2^SMOD)
    

    
     1　　0
    

    
     方式2
    

    
     9位UART
    

    
     fosc/(32×2^SMOD)
    

    
     1　　1
    

    
     方式3
    

    
     9位UART
    

    
     T1溢出率(16×2^SMOD)
    
 
SM2：在方式2和方式3下，多机通信的控制位。在方式2和方式3下，如果SM2=0，只要接收到停止位信息后就会置位RI标志位，表示接收到数据；如果SM2=1，只有串行口接收到第9位数据（RB8）为1时，则会置位RI标志位。
 REN：允许接收控制位。REN=0，则禁止串行口接收；REN=1，允许串行口接收。
 TB8：在工作方式2和方式3中要发送的第9位数据，可以是奇偶校验位或者是地址/数据标识位。
 RB8：接收到的第9位数据。
 TI：发送中断标志位。数据发送完毕之后，TI由硬件自动置位。单片机响应中断后，不会自动清除该位，必须用软件对TI清零。
 RI：接收中断标志位。一帧数据接收完毕之后，RI由硬件自动置位。单片机此时可以从SBUF中读取数据，读完数据后必须用软件对RI清零。
 
串行口的使用
 
第一项规定：双方通信时采用怎样的 数据格式。（四种工作方式）
 串行口有四种工作方式，方式0主要用于扩展并行输入输出口；方式1、方式2和方式3用于串行通信中。
 （1）方式0
 在方式0下，串行口的SBUF作为同步移位寄存器使用，发送SBUF相当于一个并入串出的移位寄存器。接收SBUF相当于一个串入并出的移位寄存器。
 （2）方式1
 串行口在方式1下工作于异步通信方式，一帧数据有10包，包括1位起始位、8位数据位和1位停止位。
 发送过程：单片机执行一条写入SBUF的指令就启动发送，数据从TXD引脚输出，发送完一帧数据后，硬件置位TI标志。
 接收过程：当REN=1时，接收器对RXD引脚进行采样，采样脉冲频率是所选波特率的16倍。当采样到RXD引脚上出现从高电平“1”到低电平“0”的负跳变时，就启动接收器接收数据。接收完数据后，将有效的8位数据送入接收SBUF中，停止位送入RB8中，并置位RI。
 （3）方式2和方式3
 方式2或方式3异步通讯的数据帧都是由11位组成，包括1位起始位、8位数据位、1位可编程位（第9位）、1位停止位。发送数据时，第9位送入SCON中的TB8；接收数据时，第9位送入SCON中的RB8。（可用于多机通信）
 发送过程：先把第9位数据装入SCON中的TB8中，再把要送的数据送入发送的SBUF。发送器便立即启动发送数据，发送完一帧数据后，硬件置位TI。
 接收过程：当REN=1时，串行口可以接收数据。接收到的有效8位数据送入接收SBUF，第9位数据装入RB8，然后根据SM2的设置判定是否置位RI。
 第二项规定：双方通信速度的确定。（计算波特率）
 串行口都是选用T1作为波特率发生器（T1工作在方式2（n=8）下），所以需要计算T1的计算初值和SMOD值。公式如下：
 方式1、方式3的波特率=[定时器T1溢出率×2^SMOD]/32　　　　　（公式1）
 
定时器T1溢出率 = 1/溢出周期 = 晶振频率/[(2^8-计数初值)×12]　　（公式2）
 
由公式1和公式2推导出计算初值的计算公式，见公式3。
 
计数初值 = 256-[晶振频率×2^SMOD]/[波特率×32×12]　　　　　　（公式3）
 
如需精确的通信波特率4800bps，设晶振频率fosc=12MHz，定时器T1工作在方式2下，有两种方法实现：
 
 
由上可知，SMOD的选择对计数初值和波特率有直接影响，一般波特率误差不大于2.5%，所以选择SMOD的值时先计算一下，选择使波特率误差小的SMOD值。
 
#串行口的使用步骤
 1、通信双方数据通信格式的约定。
 2、通信双方波特率的约定。（速度）
 3、串行口的工作方式的选择，一般选择方式1和方式3。
 4、计数初值和SMOD值的确定。
 5、清除发送中断标志位TI和接收终端标志位RI。
 6、往SBUF寄存器写入数据或等待从SBUF寄存器中接收数据。
 
实验
 
 
汇编代码
 
******************************************************************/	
*   【课程9】 ****UART的应用***********
*   【说 明】 ****使用单片机UART进行数据的发送		
*   【描 述】 ****使用UART向PC机发送字符串
******************************************************************/	

		ORG    0000H
MIAN:	MOV    SCON,#50H   ;SM0：SM1=01，选择方式1；TI=0
		MOV    PCON,#00H        ;设置SMOD位=0
		MOV    TMOD,#20H       ;定时器T1工作在方式2下
		MOV    TH1,#0E6H       ;设置计数重装值
		MOV    TL1,#0E6H       ;设置计数初值
		SETB   TR1             ;启动T1计数工作
		MOV    A,#41H          ;给A送字符‘A’的ASCII码，各字符的ASCII码见附录
L1:		MOV    SBUF,A          ;把数据送给SBUF，开始串口发送
		JNB    TI,$            ;如果TI=0，则一直等待，直到TI=1（即发送完成）才往下执行
		CLR    TI              ;清除TI标志
		JMP    L1              ;跳转到L1，继续发送字符‘A’
END
 
C代码
 
******************************************************************/	
*   【课程9】 ****UART的应用***********
*   【说 明】 ****使用单片机UART进行数据的发送	
*   【描 述】 ****使用UART向PC机发送一个 'A'字符
******************************************************************/
#include<reg52.h>

char arr[8]={'H','e','l','l','o','b','o','y'};

void main()
{	
	int i;
	SCON=0x50;	//设置串口工作于方式1，TI位清0
	PCON=0x00;	//PCON.7是SMOD位，SMOD=0
	TMOD=0x20;	//选择定时器T1工作于方式2
	TH1=0xe6;	//设置波特率为1200
	TL1=0xe6;
	TR1=1;		//开启定时器T1

	while(1)
	{
		for(i=0;i<8;i++)
		{
			SBUF=arr[i];	    //发送字符‘A’
			while(!TI) ;	//等待TI置位，即数据发送完成
			TI=0;	    	//对TI软件清零
		}  	  	
	}
}

#include<reg52.h>
#include "./delay/delay.h"
#include<stdio.h>

//串口中断的初始化
void uart_init()
{
		SCON = 0x50;  //设置uart工作方式  “8N1”
		TMOD = 0x20;  //设置定时器工作方式为8位，用作串口波特率
		TH1 = 0xfd;   //填初值
		TR1 = 1;      //打开定时器
}
//发送一个字节
void uart_send_byte(unsigned char byte)
{
		SBUF = byte;
		while(!TI);     //自动置1，手动置0，发送标志位
		TI = 0;
}
//发送字符串
void uart_send_str(unsigned char *s)
{
		while(*s != '\0')
		{
				uart_send_byte(*s);
				s++;
		}
		
}


void main()
{		
		
		//unsigned char temp;
		uart_init();
		while(1)
		{
			
			if(RI)
			{
			uart_send_str("hengzhe shi wo er");
			uart_send_byte(SBUF);
			delay_ms(200);
			RI = 0;
			}
			
			TI = 1;
			printf("hengzheshiwo erzi\n");
			printf("line is %d\n",(unsigned int)__LINE__);
// 				if(RI)
// 				{			
// 						temp = SBUF;
// 					  P0 = temp;
// 						delay_ms(50);
// 					  RI = 0;
// 				}
			//	uart_send_byte(0x55);
			//delay_ms(50);
		}
}
串口每次发送最低位
//后续截图次日补上

 
51单片机串行通信原理
 
计算机通信
串行通信
异步通信
同步通信
数据传送速率
传输方向
  
  
单片机串行口
串行口特殊功能寄存器
串行口控制寄存器SCON
电源控制寄存器PCON
   
波特率的设定与计算
  
PC与多个单片机通信
串口如何使用

 
计算机通信
 
计算机通信：计算机与外部设备或计算机之间的信息交换。基本的通信方式有两种。
 
并行通信：将传送数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。优点：控制简单，传输速度快。缺点：由于传输线较多，长距离传送成本高且接收方的各位同时接受困难。
串行通信：所传送的数据各位按顺序一位一位地发送或接收。优点：传输线少，成本低。缺点：控制复杂。
 
串行通信
 
异步通信
 
通信的发送与接收设备使用自己的时钟控制数据的发送和接收过程（两个时钟尽可能一致）。
 数据或字符是一帧一帧地传送的。先用一个起始位0表示字符的开始，然后是8位数据，规定低位在前，高位在后。其后是奇偶校验位，此位通过对数据奇偶性的检查，可用于判别字符传送的正确性（可省略）。最后是停止位，用以表示字符的结束。
 
同步通信
 
发送方时钟对接收方时钟的完全控制，保持位同步关系也保持字符同步关系。
 
数据传送速率
 
波特率： 每秒钟传送二进制代码的位数
 单位：位/秒，bps
 传输距离随传输速率增加而减少。
 调制解调器：由于距离太远时，要先采用调制器把数字信号转换位模拟信号，并加以放大在传送。在接收时，在用解调器把模拟信号转换成数字信号在送入计算机接口。
 
传输方向
 
单工：数据传输仅能沿一个方向
 半双工：数据传输可以沿两个方向，但要分时进行。
 全双工：数据可以同时进行双向输出
 
 
单片机串行口
 
内部硬件结构：两个物理上独立的接受、发送缓冲器SBUF。发送缓冲器只能写入不能读出。接收缓冲器只能读出不能写入。
 
串行口特殊功能寄存器
 
串行口控制寄存器SCON
 
符号
字节地址
位名称
位名称
位名称
位名称
位名称
位名称
位名称
位名称
复位值
SCON
98H
SM0/FE
SM1
SM2
REN
TB8
RB8
TI
RI
0000 0000
RI：接收中断标志位。在方式0时，接收完第8位数据时，RI由硬件自动置1。在其他方式中，串行接收到停止位时，该位置1。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。RI必须用软件清0。
TI：发送中断标志位。。在方式0时，发送完第8位数据时，TI由硬件自动置1。在其他方式中，串行发送停止位的开始时，该位置1。TI=1，表示一帧数据发送完毕，并申请中断，在 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。TI必须用软件清0。
RB8：接收的第9位数据。在方式1时，若SM2=0，RB8接收到的停止位。在方式0中。不使用RB8.
TB8：发送的第9位数据。其值由软件置1或清0。在双机串行通信时，一般作为奇偶校验位使用；在多级串行通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧，TB9=1为地址帧，TB8=0为数据帧。在方式0和方式1中，不使用TB8。
REN：允许串行接受位。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。
SM2：多机通信控制位。在方式2和方式3时进行。如果SM2=1，则只有当接收到的第九位数据（REB）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，当接收到的第九位数据位0时，则将接收到的前8位数据丢弃；如果SM2=0，则将前8位数据送入SBUF中，并使RI置1。
SM0/SM1：方式选择位
 
SM0
SM1
工作方式
功能
说明
波特率
0
0
方式0
8位同步移位寄存器
常用于扩展I/O口
fosc/12
0
1
方式1
10位URAT
8位数据、起始位、结束位
可变（由定时器控制）
1
0
方式2
11位URAT
8位数据、起始位0、结束位1和奇偶校验位
fosc/32或fosc/64
1
1
方式3
11位URAT
8位数据、起始位0、结束位1和奇偶校验位
可变（由定时器控制）
fosc=晶振的频率。
 URAT=异步通信寄存器
 
 
电源控制寄存器PCON
 
符号
字节地址
位名称
位名称
位名称
位名称
位名称
位名称
位名称
位名称
复位值
PCON
87H
SMOD
SMOD0
POF
GF1
GF0
PD
IDL
0xx1 0000
仅SMOD、SMOD0两位与串口有关
 
SMOD0：帧错位检测有效控制位。当SMOD0=1时，SCON寄存器中的SM0/FE位用于FE（帧错误检测）功能。当SMOD0=0时，SCON寄存器中的SM0/FE位用于SM0功能。
SMOD：波特率选择位。（波特率倍增位）：在方式2时，SMOD=1要比SMOD=0时的波特率加倍。
 
 
波特率的设定与计算
 
方式0
 $$波特率=\frac{f_{osc}}{12}$$
方式2
 $$波特率=\frac{2^{SMOD}}{64}\times f_{osc}$$
 串行口工作在方式2时，波特率仅与SMOD位的值有关。
方式1和方式三
 $$波特率=\frac{2^{SMOD}}{32}\times 定时器T1的溢出率$$
 T1常设置为方式2定时，即8位重装入方式，并且不允许T1中断。可以避免软件重装初值带来的定时误差。
 $$定时器1的溢出率=\frac{1}{溢出周期}=\frac{1}{(256-X)\times T_{cy}}=\frac{f_{osc}}{12\times (256-X)}$$
 式中Tcy为系统机器周期；X为初值
 
 
PC与多个单片机通信
 
采用RS-232标准总线通信
采用RS-422标准总线通信
 
 
串口如何使用
 
串行口工作之前，应对其初始化
 
确定T1的工作方式（TMOD）；
计算T1的初值，装载TH1,TL1；
启动T1（TCON中的TR1位）
确定串行口控制（SCON）
 中断设置（IE,IP寄存器）