关于51单片机串口通信方式1到底和计数器T1有什么关系？

ID:436819 · 发表于 2018-12-22 19:13

单片机串口通信的问题
我就想问串口通信方式1 到底和计数器T1有什么关系？
波特率的计算重为什么要用到T1
波特率在程序里面到底是怎么体现的。
看了半天PPT都看不懂，我太笨了。。

ID:451718 · 发表于 2018-12-24 11:26

呵呵。你显然是没有弄清楚，定时器、中断的本质区别。
定时器是单片机内部的一个模块，不管是代码如何编写，它都独立存在于芯片内部，是一个功能模块。
中断，包括串口中断，是一个机制，是单片的一个功能，这个功能一般都需要定时器模块来实现（特别是串口中断，需要定时器来提供波特率）。可以用定时器0，也可以用定时器1，主要看你如何去分配这个资源了。

ID:383374 · 发表于 2018-12-23 22:48

波特率，看单片机的重装载值有关，

ID:155507 · 发表于 2018-12-24 10:43

串口通信的基本认识
通信分为并行通信和串行通信，并行通信时的数据各个位同时传送，可以实现字节为单位通信，但通信线多占用资源，成本高。以前用到的的P1=0x55,一次给P1口的8个管脚分别赋值，同时进行信号输出，类似于8个车道可以过去8辆车，这样的形式是并行的，一般称P0,P1,P2,P3为51单片机的4组并行总线。

串行通信，就是一个车道，一个只能通过一辆车，如果一个0x55这样一个字节的数据要传输过去的话，假如低位在前，高位在后的话，那发送方式是：0-1-0-1-0-1-0-1，一位一位的进行传输，要发送8次才能发送完一个字节
STC89C52有两个引脚是专门用来做串口通信的，一个是P3.0（RXD），一个是P3.1（TXD），他们组成的通信接口就是串行接口，简称串口。用于两个单片机进行UART通信。两单片机通信接口连接方式：RXD——TXD，TXD——RXD。
单片机1的TXD发送通道接到单片机2的RXD接收通道，单片机的1的RXD接收通道接到单片机2的TXD发送通道，从而实现相互通信。
当单片机1想给单片机2发送数据，比如发送了0xCE，用二进制表示就是11001110，在串口通信过程中，是低位先发，高位后发的原则，那么就是让TXD首先拉低电平，持续一段时间，发送一位0，然后拉高电平，持续一段时间，发送一位1，继续拉高，在持续一段时间，发送一位1，一直把8位二进制数11001110全部发送完毕，这里涉及到一个问题，就是持续的一个时间段时间“到底是多少”。因而便引入通信中非常重要的一个概念波特率，也叫做比特率。

波特率
波特率就是发送二进制数据位的速率，习惯用baud表示，即我们发送一位二进制数据持续的时间=1/baud。在通信之前，单片机1和单片机2首先都要明确约定好他们之间的通信波特率，必须保持一致，收发双方才能正常通信。
约定好速度之后，我们还要考虑第二个问题，数据什么时候是起始，什么时候是结束？提前和延迟结束都会接收错误。在uart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，当数据发送前，先发一位0表示起始位，然后发送8位数据位，数据位是先低再高，数位位发送完后才呢个后再发送一位1表示停止位，这样我们要发送的8位数据，实际上我们发送了10位，多出来两位其中一个是起始位，一个是停止位。而接受方一直保持的高电平，一旦检测到一位低电平，准备开始接受数据，接受8位数据后，然后检测停止位，再准备下一个数据接收。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，如果能够理解时域的概念，后边很多通信的时序图就很容易理解了。

手把手教你单片机串口通信-基础篇
http://www.51hei.com/bbs/dpj-107804-1.html

ID:155507 · 发表于 2018-12-24 10:47

UART模块介绍
IO口模拟串口通信，让大家了解了串口通信的本质，但是我们的单片机程序却需要不停的检测扫描单片机IO口收到的数据，大量占用了单片机的运行时间。这时候就会有聪明人想了，其实我们并不是很关心通信的过程，我们只需要一个通信的结果，最终得到接收到的数据就行了。这样我们可以在单片机内部做一个硬件模块，让它自动接收数据，接收完了，通知我们一下就可以了，我们的51单片机内部就存在这样一个UART模块，要正确使用它，当然还得先把对应的特殊功能寄存器配置好。
51单片机的UART串口的结构由串行口控制寄存器SCON、发送和接收电路三部分构成，先来了解一下串口控制寄存器SCON。
SCON串行控制器的位分配（地址：0x98）
位：符号：复位值： 0：RI：0；1：TI：0；2:RB8:0;3:TB8:0;4:REN:0;5:SM2:0;6:SM1:0;7:SM0:0;
0位RI:接收中断标志位，当接收电路接收到停止位的中间位置时，RI由硬件置1，必须通过软件清零
1位TI：发送中断标志位，当发送电路发送到停止位的中间位置时，TI由硬件置1，必须通过软件清零。
2位RB8：模式2和3中接收到的第9位数据（很少用），模式1用来接收停止位。
3位TB8：模式2和3中要发送的第9位数据（很少用）。
4位REN：使能串行接收。由软件置位使能接收，软件清零则禁止接收。
5位SM2：多机通信控制位（极少用），模式1直接清零。
6位SM1和7位SM0：
这两位共同决定了串口通信的模式0～模式3共4种模式。我们最常用的就是模式1，也就是SM0=0，SM1=1，下边我们重点就讲模式1，其它模式从略。
对于串口的四种模式，模式1是最常用的，就是我们前边提到的1位起始位，8位数据位和1位停止位。下面我们就详细介绍模式1的工作细节和使用方法，至于其它3种模式与此也是大同小异，真正遇到需要使用的时候大家再去查阅相关资料就行了。
在我们使用IO口模拟串口通信的时候，串口的波特率是使用定时器T0的中断体现出来的。在硬件串口模块中，有一个专门的波特率发生器用来控制发送和接收数据的速度。对于STC89C52单片机来讲，这个波特率发生器只能由定时器T1或定时器T2产生，而不能由定时器T0产生，这和我们模拟的通信是完全不同的概念。
如果用定时器2，需要配置额外的寄存器，默认是使用定时器1的，我们本章内容主要就使用定时器T1作为波特率发生器来讲解，方式1下的波特率发生器必须使用定时器T1的模式2，也就是自动重装载模式，定时器的重载值计算公式为：
TH1 = TL1 = 256 - 晶振值/12 /2/16 /波特率

和波特率有关的还有一个寄存器，是一个电源管理寄存器PCON，他的最高位可以把波特率提高一倍，也就是如果写PCON |= 0x80以后，计算公式就成了：
TH1 = TL1 = 256 - 晶振值/12 /16 /波特率
公式中数字的含义这里解释一下，256是8位定时器的溢出值，也就是TL1的溢出值，晶振值在我们的开发板上就是11059200，12是说1个机器周期等于12个时钟周期，值得关注的是这个16，我们来重点说明。在IO口模拟串口通信接收数据的时候，采集的是这一位数据的中间位置，而实际上串口模块比我们模拟的要复杂和精确一些。他采取的方式是把一位信号采集16次，其中第7、8、9次取出来，这三次中其中两次如果是高电平，那么就认定这一位数据是1，如果两次是低电平，那么就认定这一位是0，这样一旦受到意外干扰读错一次数据，也依然可以保证最终数据的正确性。
串口通信的发送和接收电路在物理上有2个名字相同的SBUF寄存器，它们的地址也都是0x99，但是一个用来做发送缓冲，一个用来做接收缓冲。意思就是说，有2个房间，两个房间的门牌号是一样的，其中一个只出人不进人，另外一个只进人不出人，这样的话，我们就可以实现UART的全双工通信，相互之间不会产生干扰。但是在逻辑上呢，我们每次只操作SBUF，单片机会自动根据对它执行的是“读”还是“写”操作来选择是接收SBUF还是发送SBUF，后边通过程序，我们就会彻底了解这个问题。
##UART串口程序
一般情况下，我们编写串口通信程序的基本步骤如下所示：
1、配置串口为模式1。
2、配置定时器T1为模式2，即自动重装模式。
3、根据波特率计算TH1和TL1的初值，如果有需要可以使用PCON进行波特率加倍。
4、打开定时器控制寄存器TR1，让定时器跑起来。
这里还要特别注意一下，就是在使用T1做波特率发生器的时候，千万不要再使能T1的中断了。
我们先来看一下由IO口模拟串口通信直接改为使用硬件UART模块时的程序代码，看看程序是不是简单了很多，因为大部分的工作硬件模块都替我们做了。程序功能和IO口模拟的是完全一样的。

ID:407221 · 发表于 2020-1-28 22:52

angmall 发表于 2018-12-24 10:43
串口通信的基本认识
通信分为并行通信和串行通信，并行通信时的数据各个位同时传送，可以实现字节为单位通 ...

十分感谢

ID:714714 · 发表于 2020-6-1 20:20

angmall 发表于 2018-12-24 10:47
UART模块介绍
IO口模拟串口通信，让大家了解了串口通信的本质，但是我们的单片机程序却需要不停的检测扫描 ...

谢谢你

ID:759743 · 发表于 2020-6-1 21:41

波特率
波特率就是发送二进制数据位的速率，习惯用baud表示，即我们发送一位二进制数据持续的时间=1/baud。在通信之前，单片机1和单片机2首先都要明确约定好他们之间的通信波特率，必须保持一致，收发双方才能正常通信。
约定好速度之后，我们还要考虑第二个问题，数据什么时候是起始，什么时候是结束？提前和延迟结束都会接收错误。在uart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，当数据发送前，先发一位0表示起始位，然后发送8位数据位，数据位是先低再高，数位位发送完后才呢个后再发送一位1表示停止位，这样我们要发送的8位数据，实际上我们发送了10位，多出来两位其中一个是起始位，一个是停止位。而接受方一直保持的高电平，一旦检测到一位低电平，准备开始接受数据，接受8位数据后，然后检测停止位，再准备下一个数据接收。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，如果能够理解时域的概念，后边很多通信的时序图就很容易理解了。

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