1、89C52串口通信简介
STC89C52系列单片机内部集成有一个功能很强的全双工串口通信，与传统8051单片机完全兼容。设有两个互相独立的接受、发送缓冲器，可以同时发送和接收数据。发送缓冲器只能写入而不能读出，接收缓冲器只能读出而不能写入。因而两个缓冲器可以共用一个地址码（99H）。两个缓冲器统称为串行通信特殊功能寄存器SBUF。
串口通信设置有四种工作方式，其中两种方式波特率可变，另外两种是固定的，以供不同应用场合使用。
STC89C52波特率由内部定时器/计数器产生，主机可通过查询或者中断方式接收/发送进行程序处理，使用十分灵活。
STC89C52系列单片机串口对应硬件部分管脚是P3.0/RXD和P3.1/TXD。
STC89C52系列单片机串行接口结构及功能如下图
2、串口通信需要配置的寄存器
2-1、串行数据缓冲器SBUF
查看芯片手册SBUF
可以得知SBUF是STC89C52系列单片机串行缓冲寄存器（SBUF）的地址是99H。
此外，在接收寄存器之前还有移位寄存器，从而构成了串行接收电脑双缓冲结构，这样可以避免在数据接过程中出现帧重叠错误。
发送数据时，由于CPU是主动的，不会发送帧重叠错误，因此发送电路不需要双重叠缓冲结构。
逻辑上，SBUF只有一个，它即表示发送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一个单元地地址99H。但在物理结构上，则是两个完全独立的SBUF，一个是发送缓冲寄存器SBUF，另一个是接收缓冲寄存器SBUF。以便实现全双工通信方式。如果CPU写SBUF，数据就会被送入发送寄存器准备发送；如果CPU读SBUF，则读入的数据一定来自接收缓冲器。即CPU对SBUF的读写，实际上是分别访问上述两个不同的寄存器。
2-2、串行控制寄存器SCON
串行控制寄存器SCON用于设置串口工作方式、监视串行口的工作转态、控制发送与接收的状态。它是一个既可以字节寻址又可以位寻址的8位特殊功能寄存器。
（1）SM0 SM1
串口工作方式选择位对应下表
（2）SM2
多机通信控制位
- 在方式0中，SM2必须设成0
- 在方式1中，当处于接收状态时，SM2=1则只有接收到有效的停止位“1”时，RI才能被激活成“1”（产生中断请求）。
- 在方式2和方式3中，SM2=0，串口以单机发送或接收工工作方式工作，TI和RI以正常方式被激活并产生中断请求；若SM2=1，RB8=1时，RI被激活并产生中断请求。
（3）REN
串行接收允许位，该位由软件置位或复位，当REN=1，允许接收；当REN=0，禁止接收。
（4）TB8
方式2和方式3中要发送的第9位数据。该位由
软件置位或复位。在方式2和方式3时，TB8是发
送的第9位数据。在多机通信中，以TB8位的状态
表示主机发送的是地址还是数据:TB8=1表示地
址，TB8=0表示数据。TB8还可用作奇偶校验位。
（5）RB8
接收数据第9位。在方式2和方式3时，RB8存放
接收到的第9位数据。RB8也可用作奇偶校验位。在
方式1中，若SM2=0，则RB8是接收到的停止位。在
方式0中，该位未用。
（6）TI
发送中断标志位。TI=1,表示已结束一帧数据发
送，
可由软件查询TI位标志，也可以向CPU申请中断。
注意：TI在任何工作方式下必须由软件清0
（7）RI
接收中断标志位。
RI=1，表示一帧数据接收结束，可由软件查询RI位标志，也可以向CPU申请中断。
注意：RI在任何工作方式下也都必须由软件清零。
串口中断需要注意
在89C25系列单片机，串行发送中断TI和接收中断RI的中断入口地址同是0033H，因此在中断程序中必须由软件查询TI和RI的状态才能确定究竟是接收还是发送中断，进而做出相应处理。
单片机复位时，SCON所有位均清零。
2-3、电源控制寄存器PCON
SMOD：
串行波特率倍增位
在工作方式1-工作方式3时，如果SMOD=1则串口波特率增加一倍。如果SMOD=0，波特率不加倍，SMOD=0。
串口通信主要用到SMOD，其他寄存器位请查询芯片手册！
3、串行口工作方式
工作方式有四种，见下表，由SCON中SM0和SM1决定
1、工作方式0
在方式0下，串行口作为同步移位寄存器使用，此时SM2、PB8，TB8均设置为0。
（1）发送：TI=1时，启动发送，8位数据由低位到高位RXD引脚送出，TXD发送同步脉冲，发送完成 后，由硬件置位TI。
（2）接收：RI=0，RWEN=1时启动接收，数据从RCD输入，TXD输出同步脉冲，8位数据接收玩，由硬件置位RI。
2、工作方式1（重点，最常用的通信方式）
方式1是一帧10位的异步串行通信方式，包括1个起始位(值为0)，8个数据位和1个停止位(值为1),其中格式如下：
因为是异步通信，帧与帧之间通信可以有空闲，也可以无空闲。
（1）数据发送：当TI=0时，开始发送，由硬件自动加入起始位和停止位，构成一帧数据，然后由TXD端串行输出。发送完成后，TXD输出线维持在“1”状态下，并将SCOM中的TI置1.表示一帧数据发送完毕。
（2）数据接收：RI=0，REN=1时，接收电路以波特率的16倍速度采样RXD引脚，如出现“1”变“0”跳变，认为有数据正在发送。
在接收到第9位数据（即停止位）时，必须同时满足以下两个条件：RI=0和SM2=0或接收到停止位位“1”，才能把接收到的数据存入SBUF中，停止位送RB8，同时置位RI。如果上述条件不满足，接收到的数据不装入SBUF被舍弃，在方式1下，SM2应设定为0。
（3）波特率计算
3、工作方式2和工作方式3
略，具体查看相关书籍！
4、波特率说明
对波特率需要说明的是，当串行工作方式在1或者3时，且要求波特率获取1200、2400、4800、9600…，如果采用12MHZ和6MHZ，按照上述公式算出的T1定时初值将不是一个整数，因此会参数波特率误差影响串行通信的同步性能。解决方法只能调整单片机的晶振频率，为此有一种11.0592MHZ的晶振，这样可以使计算出T1初始值为整数。
6、程序例程
要操作串口，必须要对单片机中一些串口相关的特殊寄存器进行初始化设置，主要是设置产生波特率的定时器（T1）、串行控制和中断相关寄存器。
具体步骤：
1、确定定时器T1工作方式（配置TMOD寄存器）
2、计算定时器T1的初值，装入TH1、TL1
3、启动定时器T1（配置TCON的TR1位）
4、确定串行口工作方式（配置SCON寄存器）
5、串行工作在中断方式时，要进行中断设置（配置IE、IP寄存器）
我们在熟悉了串口，可以使用单片机精灵自动生成串口初始化配置。
6-1、例程1：向串口发送一个0x01
#include <reg51.h>
/*向串口发送一字节数据*/
void SendOneByte(unsigned char c)
{
SBUF = c;
while(!TI);
TI = 0;
}
void InitUART(void)
{
TMOD = 0x20;//设置定时器1，工作方式2，8位自动重载
SCON = 0x40;//设置串口工作方式1
TH1 = 0xFD;//波特率设置为9600
TL1 = TH1;
PCON = 0x00;//波特率不加倍
EA = 1;//开总中断
ES = 1;//允许串联1中断
TR1 = 1;//启动定时器T1
}
void main(void)
{
InitUART();
SendOneByte(0x01);
while(1);
}
void UARTInterrupt(void) interrupt 4
{
if(RI)
{
RI = 0;
//add your code here!
}
else
TI = 0;
}
6-2、例程2：串口接收的数据反馈到P1端口
#include <reg51.h>
unsigned char data_Temporary;//临时储存接收字节
/*向串口发送一字节数据*/
//void SendOneByte(unsigned char c)
//{
// SBUF = c;
// while(!TI);
// TI = 0;
//}
void InitUART(void)
{
TMOD = 0x20;//设置定时器1，工作方式2，8位自动重载
SCON = 0x50;//设置串口工作方式1，允许接收
TH1 = 0xFD;//波特率设置为9600
TL1 = TH1;
PCON = 0x00;//波特率不加倍
EA = 1;//开总中断
ES = 1;//允许串联1中断
TR1 = 1;//启动定时器T1
}
void main(void)
{
InitUART();
// SendOneByte(0x01);
while(1);
}
void UARTInterrupt(void) interrupt 4
{
if(RI)
{
RI = 0;
//add your code here!
data_Temporary = SBUF;
P1 = data_Temporary;
}
else
TI = 0;
}
6-3、例程3：在上位机用串口助手发送一个字符X，单片机收到字符后，回复“I get”
#include <reg51.h>
unsigned char data_Temporary;//临时储存接收字节
char str[] = "I get";
//向串口发送一段字符串
void prints(char *s)
{
while(*s != '\0')//发送字符串,直到遇到0才结束
{
SBUF = *s++;
while(!TI);
TI = 0;
}
}
void InitUART(void)
{
TMOD = 0x20;//设置定时器1，工作方式2，8位自动重载
SCON = 0x50;//设置串口工作方式1，允许接收
TH1 = 0xFD;//波特率设置为9600
TL1 = TH1;
PCON = 0x00;//波特率不加倍
EA = 1;//开总中断
ES = 1;//允许串联1中断
TR1 = 1;//启动定时器T1
}
void main(void)
{
InitUART();
while(1);
}
void UARTInterrupt(void) interrupt 4
{
if(RI)
{
RI = 0;
//add your code here!
data_Temporary = SBUF;
if(data_Temporary == 'X')
{
prints(str);
}
}
else
TI = 0;
}
6-4、例程4：串口接收字符串在LCD1602显示
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
/*=================================================
*自定义数据类型
=================================================*/
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
/*LED_Buffer[16]用来存储串口发送的数据，com_dat用来记录串口发送的个数*/
uchar LCD_Buffer[16],com_dat;//从串口接收的数据
#define LCD1602_DB P0 //LCD1602数据总线
sbit LCD1602_RS = P3^5; //RS端
sbit LCD1602_RW = P3^6; //RW端
sbit LCD1602_EN = P3^4; //EN端
void InitUART(void)
{
TMOD = 0x20;//设置定时器1，工作方式2，8位自动重载
SCON = 0x50;//设置串口工作方式1，允许接收
TH1 = 0xFD;//波特率设置为9600
TL1 = TH1;
PCON = 0x00;//波特率不加倍
EA = 1;//开总中断
ES = 1;//允许串联1中断
TR1 = 1;//启动定时器T1
}
void Delay1ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j;
_nop_();
i = 2;
j = 199;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
void Delay_ms(unsigned int time)
{
unsigned int i;
for(i=0; i<time; i++)
{
Delay1ms();
}
}
/*=================================================
*函数名称：Read_Busy
*函数功能：判断1602液晶忙，并等待
=================================================*/
void Read_Busy()
{
uchar busy;
LCD1602_DB = 0xff;//复位数据总线
LCD1602_RS = 0; //拉低RS
LCD1602_RW = 1; //拉高RW读
do
{
LCD1602_EN = 1;//使能EN
busy = LCD1602_DB;//读回数据
LCD1602_EN = 0; //拉低使能以便于下一次产生上升沿
}while(busy & 0x80); //判断状态字BIT7位是否为1，为1则表示忙，程序等待
}
/*=================================================
*函数名称：LCD1602_Write_Cmd
*函数功能：写LCD1602命令
*调用：Read_Busy();
*输入：cmd:要写的命令
=================================================*/
void LCD1602_Write_Cmd(uchar cmd)
{
Read_Busy(); //判断忙，忙则等待
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0; //拉低RS、RW操作时序情况1602课件下中文使用说明基本操作时序章节
LCD1602_DB = cmd;//写入命令
LCD1602_EN = 1; //拉高使能端 数据被传输到LCD1602内
LCD1602_EN = 0; //拉低使能以便于下一次产生上升沿
}
/*=================================================
*函数名称：LCD1602_Write_Dat
*函数功能：写LCD1602数据
*调用：Read_Busy();
*输入：dat：需要写入的数据
=================================================*/
void LCD1602_Write_Dat(uchar dat)
{
Read_Busy();
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = dat;
LCD1602_EN = 1;
LCD1602_EN = 0;
}
/*=================================================
*函数名称：LCD1602_Dis_Str
*函数功能：在指定位置显示字符串
*调用：LCD1602_Write_Cmd(); LCD1602_Write_Dat();
*输入：x：要显示的横坐标取值0-40，y：要显示的行坐标取值0-1（0为第一行,1为第二行）
*str：需要显示的字符串
=================================================*/
void LCD1602_Dis_Str(uchar x, uchar y, uchar *str)
{
if(y) x |= 0x40;
x |= 0x80;
LCD1602_Write_Cmd(x);
while(*str != '\0')
{
LCD1602_Write_Dat(*str++);
}
}
/*=================================================
*函数名称：Init_LCD1602
*函数功能：1602初始化
*调用： LCD1602_Write_Cmd();
=================================================*/
void Init_LCD1602()
{
LCD1602_Write_Cmd(0x38); // 设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口
LCD1602_Write_Cmd(0x0c); //开显示
LCD1602_Write_Cmd(0x06); //读写一字节后地址指针加1
LCD1602_Write_Cmd(0x01); //清除显示
}
void main(void)
{
uchar TestStr[] = {"receive data:"};
com_dat = 0;
InitUART();
Init_LCD1602();//1602初始化
LCD1602_Dis_Str(0, 0, &TestStr[0]); //显示字符串
while(1)
{
LCD1602_Dis_Str(0, 1, LCD_Buffer);
com_dat = 0;
Delay_ms(100);
}
}
void UARTInterrupt(void) interrupt 4
{
if(RI)
{
LCD_Buffer[com_dat] = SBUF; //把从串口读出的数存到数组
RI = 0;
com_dat++;
if(com_dat == 16) com_dat = 0; //当com_dat = 16时，清0，防止数组溢出
}
else
TI = 0;
}