实验七 UART串口通信

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1、实验七UART串口通信一、实验目的1.能够理解UART串口通信的基本原理和通信过程。2.学会通过配置寄存器，实现串口通信的基本操作过程。二、实验内容通过对单片机编程来实现UART串口通信的基本过程，通过串口调试助手发送数据到单片机，并在数码管上显示出来。三、实验参考原理3.1 串行通信的初步认识通信按照基本类型可以分为并行通信和串行通信。并行通信时数据的各个位同时传送，可以实现字节为单位通信，但是因为通信线多占用资源多，成本高。比如我们前边用到的P0 = 0xfe;一次给P0的8个IO口分别赋值，同时进行信号输出，类似于有8个车道同时可以过去8辆车一样，这种形式就是并

2、行的，我们习惯上还称P0、P1、P2和P3为51单片机的4组并行总线。而串行通信，就如同一条车道，一次只能一辆车过去，如果一个0xfe这样一个字节的数据要传输过去的话，假如低位在前高位在后，那发送方式就是0-1-1-1-1-1-1-1-1，一位一位的发送出去的，要发送8次才能发送完一个字节。在STC89C52上，有两个引脚，是专门用来做UART串口通信的，一个是P3.0一个是P3.1，还分别有另外的名字叫做RXD和TXD，这两个引脚是专门用来进行UART通信的，如果我们两个单片机进行UART串口通信的话，那基本的演示图如图3-1所示。图3-1 单片机之间UART通信示

3、意图图中，GND表示单片机系统电源的参考地，TXD是串行发送引脚，RXD是串行接收引脚。两个单片机之间要通信，首先电源基准得一样，所以我们要把两个单片机的GND相互连起来，然后单片机1的TXD引脚接到单片机2的RXD引脚上，即此路为单片机1发送而单片机2接收的通道，单片机1的RXD引脚接到单片机2的TXD引脚上，即此路为单片机2发送而单片机2接收的通道。这个示意图就体现了两个单片机各自收发信息的过程。当单片机1想给单片机2发送数据时，比如发送一个0xE4这个数据，用二进制形式表示就是0b11100100，在UART通信过程中，是低位先发，高位后发的原则，那么就让TXD

4、首先拉低电平，持续一段时间，发送一位0，然后继续拉低，再持续一段时间，又发送了一位0，然后拉高电平，持续一段时间，发了一位1......一直到把8位二进制数字0b11100100全部发送完毕。这里就牵扯到了一个问题，就是持续的这“一段时间”到底是多久？从这里引入我们通信中的另外重要概念——波特率，也叫做比特率。波特率就是发送一位二进制数据的速率，习惯上用baud表示，即我们发送一位数据的持续时间=1/baud。在通信之前，单片机1和单片机2首先都要明确的约定好他们之间的通信波特率，必须保持一致，收发双方才能正常实现通信，这一点大家一定要记清楚。约定好速度后，我们还要考

5、虑第二个问题，数据什么时候是起始，什么时候是结束呢？不管是提前接收还是延迟接收，数据都会接收错误。在UART串行通信的时候，一个字节是8位，规定当没有通信信号发生时，通信线路保持高电平，当要发送数据之前，先发一位0表示起始位，然后发送8位数据位，数据位是先低后高的顺序，数据位发完后再发一位1表示停止位。这样本来要发送一个字节8位数据，而实际上我们一共发送了10位，多出来的两位其中一位起始位，一位停止位。而接收方呢，原本一直保持的高电平，一旦检测到来了一位低电平，那就知道了要开始准备接收数据了，接收到8位数据位后，然后检测到停止位，再准备下一个数据的接收了。我们图示看一

6、下，如图3-2所示。图3-2 串口数据发送示意图  图3-2串口数据发送示意图，实际上是一个时域示意图，就是信号随着时间变化的对应关系。比如在单片机的发送引脚上，左边的是先发生的，右边的是后发生的，数据位的切换时间就是波特率分之一秒。3.2 串行RS232通信接口（了解）在台式电脑上，有一个9针的串行接口，这个串行接口叫做RS232接口，它和UART通信有关联，但是由于现在笔记本电脑都不带这种9针串口了，所以和单片机通信越来越趋向于使用USB虚拟的串口和单片机通信，因此这一节的内容作为了解内容。先来认识一下这个标准串口，串口分为9针的和9孔的，习惯上也称之为公头和母头

7、，如图3-3所示。  图3-3 RS232通信接口RS232接口一共有9个引脚，分别定义是：1、载波检测(DCD)；2、接收数据(RXD)；3、发送数据(TXD)；4、数据终端准备好(DTR)；5、信号地线(SG)；6、数据准备好(DSR)；7、请求发送(RTS)；8、清除发送(CTS)；9、振铃提示(RI)。232串口和单片机进行通信，只需要关心其中的2脚(RXD)，3脚(TXD)和5脚(GND)。虽然这三个脚的名字和我们单片机上的串口名字一样，但是却不能直接和单片机对连直接通信，这是因为，不是所有的电路都是5V代表高电平而0V代表低电平的。对于R