原创 基于51单片机的串行通信（一）

基于51单片机的串行通信（一）<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

51单片机的串行接口有四种工作方式。方式0是将SBUF作为8位同步移位寄存器使用（固定波特率）；方式1是10位异步通信方式（可变波特率）；方式2是11位异步通信方式（固定波特率）；方式3是11位异步通信方式（可变波特率）。方式0的应用可以参见本人以前所写的博文“基于51单片机的串并变换”。本文将介绍方式1的应用。

1  硬件设计

A、B两台51单片机机通过串行接口相连，B机的七段数码管显示其接收到（A机发出）的数字；而A机的七段数码管则显示其接收到（B机发出）的数字。电路原理图如下所示。  

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

在桌面上双击图标，打开ISIS 7 Professional窗口（本人使用的是v7.4 SP3中文版）。在器件选择按钮中单击“P”按钮，或执行菜单命令“库”→“拾取元件／符号”，添加如下表所示的元件。

在工具栏中单击虚拟仪器按纽，再在对象选择器中选择虚拟终端——VIRTUAL TERMINAL，放置两个虚拟终端。

若用Proteus软件进行仿真，则上图中的晶振和复位电路以及U1、U2的31脚，都可以不画，它们都是默认的。

在ISIS原理图编辑窗口中放置元件，再单击工具箱中元件终端图标，在对象选择器中单击POWER和GROUND放置电源和地。放置好元件后，布好线。左键双击各元件，设置相应元件参数，完成电路图的设计。最后将其保存的文件名为“串1.DSN”。

2         软件设计

A、B两机进行异步串行通信，当B机接收到A机发出的数据后，一方面通过其数码管显示，另外加上偏移量后发出。当A机收到B机发出的数据后，一方面通过其数码管显示，另外经延时后再发出下一个数据。A、B两机的流程图如下所示。

A、B两台51单片机的异步串行接收采用查询方式，它们详细的C51程序如下所示。

//A机程序

#include<reg51.h>       //包含单片机寄存器的头文件

unsigned char code ddata[]={

    0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,

    0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e

    }; //0,1,2,3,4....E,F的段码

/************************

函数功能：发送一个字节数据

*************************/

void Send(unsigned char dat)

{

    SBUF=dat;

   While(TI==0)

      ;           //等待

    TI=0;

}

/***********************

函数功能：接收一个字节数据

************************/

 unsigned char Receive(void)

{

    unsigned char dat;

    while(RI==0) 

         ;      //等待，直至接收完毕（RI=1）

    RI=0;      //为了接收下一帧数据，需将RI清0

    dat=SBUF;  //将接收缓冲器中的数据存于dat

    return dat;

}  

/**********************

函数功能：延时约150ms

***********************/

 void delay(void)  

{

   unsigned char m,n;

    for(m=0;m<200;m++)

    for(n=0;n<250;n++)     

           ;

 }

/*****************

函数功能：主函数

******************/

void main(void)

{

   unsigned char i;

   TMOD=0x20;  //TMOD=0010 0000B，定时器T1工作于方式2

   SCON=0x50;  //SCON=0101 0000B，串口工作方式1，允许接收

   PCON=0x00; 

   TH1=0xfd;   //定时器TH1赋初值，波特率9600

   TL1=0xfd;   //定时器TL1赋初值

   TR1=1;      //启动定时器T1  

    while(1)

   {

        for(i=0;i<8;i++) 

        {

           Send(i);        //发送数据i

           P0=ddata[Receive()]; //将接收到的数据送P0口显示

           delay();   //600ms后发送下一个数据         

           delay();

           delay();

           delay();

        }     

   }

}

//B机程序

#include<reg51.h>       //包含单片机寄存器的头文件

unsigned char code ddata[]={

    0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,

    0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e

    }; //0,1,2,3,4....E,F的段码

/***************************

函数功能：发送一个字节数据

****************************/

void Send(unsigned char dat)

{

    SBUF=dat;

   while(TI==0)

      ;              //等待

    TI=0;

}

/***************************

函数功能：接收一个字节数据

****************************/

 unsigned char Receive(void)

{

    unsigned char dat;

    while(RI==0) 

         ;      //等待，直至接收完毕（RI=1）

    RI=0;      //为了接收下一帧数据，需将RI清0

    dat=SBUF;  //将接收缓冲器中的数据存于dat

    return dat;

}

/*****************

函数功能：主函数

******************/

void main(void)

{

   unsigned char dat;

   TMOD=0x20;  //定时器T1工作于方式2

   SCON=0x50;  //SCON=0101 0000B，串口工作方式1,允许接收（REN=1）

   PCON=0x00;   

   TH1=0xfd;  //定时器TH1赋初值，波特率9600

   TL1=0xfd;  //定时器TL1赋初值     

   TR1=1;    //启动定时器T1  

   while(1)

   {

       dat=Receive();

       P0=ddata[dat]; //将接收到的数据送P0口显示

       Send(dat+8);      //偏移量为+8        

   }

}

打开Keil程序（本人使用的是Keil8.05中文版），执行菜单命令“工程”→“新建工程”创建“串1”项目，并选择单片机型号为AT89C51。执行菜单命令“文件”→“新建”创建文件，输入A机的C语言源程序，保存为“A.C”。在Project Workspace窗口中右击源代码组1，选择“添加文件到组‘源代码组 l’”将源程序“A.C”添加到项目中。

在Keil中执行执行菜单命令“工程”→“创建目标”（或点击“创建目标”快捷按钮），编译源程序。如果编译成功，则在“Output Window”的“创建”窗口中显示没有错误，并创建了“A.HEX”文件（注意此时可执行文件的输出路径和文件名）。

然后在Project Workspace窗口中右击源代码组1，选择“删除组‘源代码组 l’和它的文件”删除源程序“A.C”。再次执行菜单命令“文件”→“新建”创建文件，输入B机的C语言源程序，保存为“B.C”。在Project Workspace窗口中右击源代码组1，选择“添加文件到组‘源代码组 l’”将源程序“B.C”添加到项目中。

再次在Keil中执行执行菜单命令“工程”→“创建目标”（或点击“创建目标”快捷按钮），编译源程序。如果编译成功，则在“Output Window”的“创建”窗口中显示没有错误，并创建了“B.HEX”文件（注意此时可执行文件的输出路径和文件名）。

3  仿真与调试

关于Proteus与Keil的联合仿真调试，可参见我以前所写的博文或其它参考资料。需注意Proteus的ISIS中A、B机的CPU属性中Program File与Keil的μVision3中的路径和文件名要一致。

启动Proteus的ISIS，并将其放在屏幕的右上角（可将原理图放大到合适大小）；再启动Keil的μVision3，并将其放在屏幕的左下角。

    在Keil中执行菜单命令“调试”→“启动／停止调试”，或直接单击图标，进入Keil调试环境。同时，在Proteus ISIS的窗口中可看出Proteus也进入了程序调试状态。

   在Keil代码编辑窗口中设置相应断点，断点的设置方法：在需要设置断点语句前双击鼠标左键，可设置断点；再次双击，可取消该断点。

在Keil中按F5键（或点击“运行”快捷按钮）运行程序。A、B机的七段数码管将分别显示不断变化的数值，同时监视A、B机的虚拟终端也将显示本机发出的数据，如下图所示。

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或可以点击单步、运行到光标处、全速运行等快捷按钮，以及同时观察工程窗口寄存器页面、存储器窗口等，来进行仿真调试。

在A、B机的程序调试中，可以按照以下顺序进行：A机的发送程序、B机的接收程序、B机的发送程序、A机的接收程序。然后再进行A、B机的联合调试。

    本人邮箱:txxyc104@163.com,欢迎来信讨论.