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1.前言
串口是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低、容易使用、通信线路简单，可实现两个设备的互相通信。
单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大的扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力。
51单片机内部自带UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器），可实现单片机的串口通信。
2.串口相关概念
2.1 硬件电路
简单双向串口通信有两根通信线（发送端TXD和接收端RXD）
TXD与RXD要交叉连接
当只需单向的数据传输时，可以直接一根通信线
当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片
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2.2 电平标准
电平标准是数据1和数据0的表达方式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系，串口常用的电平标准有如下三种：
TTL电平：+5V表示1，0V表示0
RS232电平：-3~-15V表示1，+3~+15V表示0
RS485电平：两线压差+2~+6V表示1，-2~-6V表示0（差分信号）
2.3 常见通信接口比较
全双工：通信双方可以在同一时刻互相传输数据
半双工：通信双方可以互相传输数据，但必须分时复用一根数据线
单工：通信只能有一方发送到另一方，不能反向传输异步：通信双方各自约定通信速率
同步：通信双方靠一根时钟线来约定通信速率总线：连接各个设备的数据传输线路（类似于一条马路，把路边各住户连接起来，使住户可以相互交流）
2.4 51单片机的UART
STC89C52有1个UART
STC89C52的UART有四种工作模式：（本文用到模式1）
??? 模式0：同步移位寄存器??????????????????????????????????????
?? ?模式1：8位UART，波特率可变（常用）
?? ?模式2：9位UART，波特率固定
?? ?模式3：9位UART，波特率可变
波特率：串口通信的速率（发送和接收各数据位的间隔时间）
检验位：用于数据验证
停止位：用于数据帧间隔
2.5 串口模式图
SBUF：串口数据缓存寄存器，物理上是两个独立的寄存器，但占用相同的地址。写操作时，写入的是发送寄存器，读操作时，读出的是接收寄存器
TXD:发送端
RXD：接收端
定时器1的部分控制波特率；
3. 串口相关寄存器
STC89C52系列单片机的串行口设有两个控制寄存器:串行控制寄存器SCON和波特率选择特殊功能寄存器PCON。
3.1 串行控制寄存器SCON
串行控制寄存器SCON用于选择串行通信的工作方式和某些控制功能.其格式如下：SCON：串行控制寄存器(可位寻址)
SMO/FE:当PCON寄存器中的SMODO/PCON.6位为1时，该位用于帧错误检测。当检测到一个
无效停止位时，通过UART接收器设置该位。它必须由软件清零。
当PCON寄存器中的SMODO/PCON.6位为0时，该位和SM1一起指定串行通信的工作方式，如下表所示。
其中SM0、SM1按下列组合确定串行口的工作方式:(本文主要用到方式1)
SM2:允许方式2或方式3多机通信控制位。在方式2或方式3时，如SM2位为1，REN位为1，则
从机处于只有接收到RB8位为1（地址帧）时才激活中断请求标志位RI为1，并向主机请求中断处理。被确认为寻址的丛机则复位SM2位为0，从而才接收RB8为0的数据帧。在方式1时，如果SM2位为1，则只有在接收到有效的停止位时才置位中断请求标志位RI为1;在方式0时，SM2应为0。
REN:允许/禁止串行接收控制位。由软件置位REN，即REN=1为允许串行接收状态，可启动
串行接收器RxD，开始接收信息。软件复位REN，即REN=O，则禁止接收。
TB8:在方式2或方式3，它为要发送的第9位数据，按需要由软件置位或清0。例如，可用作数
据的校验位或多机通信中表示地址帧/数据帧的标志位。
RB8:在方式2或方式3，是接收到的第9位数据。在方式1，若SM2=O，则RB8是接收到的停止
位。方式0不用RB8。
TI:发送中断请求标志位。在方式0，当串行发送数据第8位结束时，由内部硬件自动置位，
即TI=1，向主机请求中断，响应中断后必须用软件复位，即TI=0。在其他方式中，则在停止位开始发送时由内部硬件置位，必须用软件复位。
RI:接收中断请求标志位。在方式0，当串行接收到第8位结束时由内部硬件自动置位RI=1,
向主机请求中断，响应中断后必须用软件复位，即RI=0。在其他方式中，串行接收到停止位的中间时刻由内部硬件置位，即RI=1（例外情况见SM2说明），必须由软件复位，即RI=O。
SCON的所有位可通过整机复位信号复位为全“O”。SCON的字节地址尾98H，可位寻址，各位地址为98H~~9FH，可用软件实现位设置。当用指令改变SCON的有关内容时，其改变的状态将在下一条指令的第一个机器周期的S1P1状态发生作用。如果一次串行发送已经开始，则输出TB8将是原先的值，不是新改变的值。
串行通信的中断请求:当一帧发送完成，内部硬件自动置位TI，即TI=1，请求中断处理;当接收完一帧信息时，内部硬件自动置位RI，即RI=1，请求中断处理。由于TI和RI以“或逻辑”关系向主机请求中断，所以主机响应中断时事先并不知道是TI还是RI请求的中断，必须在中断服务程序中查询TI和RI进行判别，然后分别处理。因此，两个中断请求标志位均不能由硬件自动置位，必须通过软件清0，否则将出现一次请求多次响应的错误。
电源控制寄存器PCON中的SMOD/PCON.7用于设置方式1、方式2、方式3的波特率是否加倍。
3.2 电源控制寄存器PCON
PCON:电源控制寄存器(不可位寻址)
SMOD:波特率选择位。当用软件置位SMOD，即SMOD=1，则使串行通信方式1、2、3的波
特率加倍;SMOD=0，则各工作方式的波特率加倍。复位时SMOD=0。
SMOD0:帧错误检测有效控制位。当SMODO=1，SCON寄存器中的SMO/FE位用于FE(帧错误
检测)功能;当SMODO=0，SCON寄存器中的SMO/FE位用于SMO功能,和SM1一起指定串行口的工作方式;复位时SMODO=0
3.3 串行口数据缓冲寄存器SBUF
STC89C52系列单片机的串行口缓冲寄存器(SBUF)的地址是99H，实际是2个缓冲器，写SBUF的操作完成待发送数据的加载，读SBUF的操作可获得已接收到的数据。两个操作分别对应两个不同的寄存器，1个是只写寄存器，1个是只读寄存器。
串行通道内设有数据寄存器。在所有的串行通信方式中，在写入SBUF信号的控制下，把数据装入相同的9位移位寄存器，前面8位为数据字节，其最低位为移位寄存器的输出位。根据不同的工作方式会自动将“1”或TB8的值装入移位寄存器的第9位，并进行发送。
串行通道的接收寄存器是一个输入移位寄存器。在方式0时它的字长为8位，其他方式时为9位。当一帧接收完毕，移位寄存器中的数据字节装入串行数据缓冲器SBUF中，其第9位则装入SCON寄存器中的RB8位。如果由于SM2使得已接收到的数据无效时，RB8和SBUF中内容不变。
由于接收通道内设有输入移位寄存器和SBUF缓冲器，从而能使一帧接收完将数据由移位寄存器装入SBUF后，可立即开始接收下一帧信息，主机应在该帧接收结束前从SBUF缓冲器中将数据取走，否则前一帧数据将丢失。SBUF以并行方式送往内部数据总线。
3.4 与串行口中断相关的寄存器E和IPH、IP
串行口中断允许位ES位于中断允许寄存器IE中，中断允许寄存器的格式如下:IE:中断允许寄存器(可位寻址)
EA:CPU的总中断允许控制位，EA=1，CPU开放中断，EA=0，CPU屏蔽所有的中断甲请。
EA的作用是使中断允许形成多级控制。即各中断源首先受EA控制;其次还受各中断源自己的中断允许控制位控制。
ES:串行口中断允许位，ES=1，允许串行口中断，ES=0，禁止串行口中断。
串行口中断优先级控制位PS/PSH位于中断优先级控制寄存器IP/IPH中；中断优先级控制寄存器IP/IPH，暂时用不到就不过多介绍了
4.源码
4.1 main.c
#include <REGX52.H>
#include "UART.h"
unsigned char Sec; //全局变量默认赋0；
void main()
{
UART_Init(); //串口初始号
while(1)
{
UART_SendByte(Sec); //串口发送1个字节
Sec++;
Delay(1000); //延时1s；每隔1s串口向电脑发送1个数据；
}
}
4.2 UART.c
#include <REGX52.H>
//延时函数
void Delay(unsigned int xms)
{
unsigned char i, j;
while(xms--)
{
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}
//串口初始化;4800比特率
void UART_Init()
{
SCON=0x40;
PCON |= 0x80;
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x20; //0010 0000 定时器1工作方式二：8位自动重装
TL1 = 0xF3; //设定定时初值
TH1 = 0xF3; //设定定时器重装值
ET1 = 0; //禁止定时器1中断
TR1 = 1; //启动定时器1
}
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
SBUF=Byte; //数据存到串口数据缓存寄存器中
while(TI==0);//当TI=1时SBUF中的数据就通过控制门送到TXD（发送端）
TI=0; //为下次串口发送数据做准备；
} //发送标志位为1，代表发送了数据；
4.3 UART.h
#ifndef __UART_H__
#define __UART_H__
void UART_Init();
void UART_SendByte(unsigned char Byte);
void Delay(unsigned int xms);
#endif