51单片机串口通信原理与应用

到，在电路图中，有TXD 和RXD 两个接收和发送指示状态灯，此外用了一个叫MAX3232 的芯片，那它是用来实现什么的呢？首先我们要知道计算机上的串口是具有RS-232 标准的串行接口，而RS-232 的标准中定义了其电气特性：高电平"1"信号电压的范围为-15V~-3V，低电平"0"。

　　信号电压的范围为+3V~+15V。可能有些读者会问，它为什么要以这样的电气特性呢？这是因为高低电平用相反的电压表示，至少有6V 的压差，非常好的提高了数据传输的可靠性。由于单片机的管脚电平为TTL，单片机与RS-232 标准的串行口进行通信时，首先要解决的便是电平转换的问题。一般来说，可以选择一些专业的集成电路芯片，如图中的MAX3232。MAX3232 芯片内部集成了电压倍增电路，单电源供电即可完成电平转换，而且工作电压宽，3V~5.5V 间均能正常工作。其典型应用如图中所示，其外围所接的电容对传输速率有影响，在试验套件中采用的是0.1μF。

　　值得一提的是MAX3232 芯片拥有两对电平转换线路，图中只用了一路，因此浪费了另一路，在一些场合可以将两路并联以获得较强的驱动抗干扰能力。此外，我们有必要了解图中与计算机相连的DB-9 型RS-232的引脚结构（见图2）。

　　图2 DB-9连接器接口图

　　其各管脚定义如下（见表4）。

　　表4 DB-9型接口管脚定义

　　三、程序设计

　　本讲设计实例程序如下：

　　#include "AT89X52.h" （1）

　　void Init_Com（void） （ 2）

　　{

　　TMOD = 0x20; （ 3）

　　PCON = 0x00; （ 4）

　　SCON = 0x50; （ 5）

　　TH1 = 0xE8; （ 6）

　　TL1 = 0xE8; （ 7）

　　TR1 = 1; （ 8）

　　}

　　void main（void） （ 9）

　　{

　　unsigned char dat; （ 10）

　　Init_Com（）; （ 11）

　　while（1） （ 12）

　　程序详细说明：

　　（1）头文件包含。

　　（2）声明串口初始化程序。

　　（3）设置定时器1 工作在模式2，自动装载初值（详见第二讲）。

　　（4）SMOD 位清0，波特率不加倍。

　　（5）串行口工作在方式1，并允许接收。

　　（6）定时器1 高8 位赋初值。波特率为1200b/s（7）定时器1 低8 位赋初值。

　　（8）启动定时器。

　　（9）主函数。

　　（10）定义一个字符型变量。

　　（11）初始化串口。

　　（12）死循环。

　　（13）如果接收到数据。

　　（14）将接收到的数据赋给之前定义的变量。

　　（15）将接收到的值输出到P0 口。

　　（16）对接收标志位清0，准备再次接收。

　　（17）将接收到的数据又发送出去。

　　（18）查询是否发送完毕。

　　（19）对发送标志位清0。

　　四、调试要点与实验现象

　　接好硬件，通过冷启动方式将程序所生成的。hex文件下载到单片机运行后，打开串口调试助手软件，设置好波特率1200，复位单片机，然后在通过串口调试助手往单片机发送数据（见图3），可以观察到在接收窗口有发送的数据显示，此外电路板上的串行通信指示灯也会闪烁，P0 口所接到LED 灯会闪烁所接收到的数据。

　　图3 串口软件调试界面

　　另外串口调试助手软件使用时应注意的是，如果单片机开发板采用串口下载而且和串口调试助手是使用同一串口，则在打开串口软件的同时不能给单片机下载程序，如需要下载，请首先点击"关闭串口"，做发送实验的时候，注意如果选中16 进制发送的就是数字或者字母的16 进制数值，比如发送"0"，实际接收的就应该是0x00，如果不选中，默认发送的是ASCII 码值，此时发送"0"，实际接收的就应该是0x30，这点可以通过观察板子P0 口上的对应的LED 指示出来。

　　五、总结

　　本讲介绍了单片机串口通信的原理并给出了实例，通过该讲，读者可以了解和掌握51 单片机串口通信的原理与应用流程，利用串口通信，单片机可以与计算机相连，也可以单片机互联或者多个单片机相互通信组网等，在实际的工程应用中非常广泛。从学习的角度来说，熟练的利用串口将单片机系统中的相关信息显示在计算机上可以很直观方便的进行调试和开发。