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一：AI8051的串口知识分享

Ai8051U 系列单片机具有2个全双工同步/异步串行通信接口(USART1和USART2)。每个串行口由2个数据缓冲器、一个移位寄存器、一个串行控制寄存器和一个波特率发生器等组成。每个串行口的数据缓冲器由2个互相独立的接收、发送缓冲器构成，可以同时发送和接收数据。

Ai8051U 系列单片机的串口1、串口2均有4种工作方式，其中两种方式的波特率是可变的，另两种是固定的，以供不同应用场合选用。用户可用软件设置不同的波特率和选择不同的工作方式。主机可通过查询或中断方式对接收/发送进行程序处理，使用十分灵活。

串口 1、串口2的通讯口均可以通过功能管脚的切换功能切换到多组端口，从而可以将一个通讯口分时复用为多个通讯口。

二：串口1知识如下所示：

SMO/FE:当PCON寄存器中的SMODO位为1时，该位为帧错误检测标志位。当UART在接收过程中检测到一个无效停止位时，通过UART接收器将该位置1，必须由软件清零。当PCON寄存器中的SMODO位为0时，该位和SM1一起指定串口1的通信工作模式，如下表所示:

SM2:允许模式2或模式3多机通信控制位。当串口1使用模式2或模式3时，如果 SM2位为1且REN位为1，则接收机处于地址帧筛选状态。此时可以利用接收到的第9位(即RB8)来筛选地址帧，若 RB8=1，说明该帧是地址帧，地址信息可以进入 SBUF，并使RI为1，进而在中断服务程序中再进行地址号比较;若 RB8=0，说明该帧不是地址帧，应丢掉且保持RI=0。在模式2或模式 3中，如果 SM2 位为0且 REN 位为1，接收收机处于地址帧筛选被禁止状态，不论收到的RB8 为0 或 1，均可使接收到的信息进入 SBUF，并使 RI=1，此时 RB8 通常为校验位。模式1和模式 0为非多机通信方式，在这两种方式时，SM2应设置为0。

REN:允许/禁止串口接收控制位

    0:禁止串口接收数据

    1:允许串口接收数据

TB8:当串口1使用模式2或模式3时，TB8为要发送的第9位数据，按需要由软件置位或清 0。在模式0和模式1中，该位不用。

RB8:当串口1使用模式2或模式3时，RB8为接收到的第9位数据，一般用作校验位或者地址帧/数据帧标志位。在模式0和模式1中，该位不用。

TI:串口1发送中断请求标志位。在模式0中，当串口发送数据第8位结束时，由硬件自动将 T置 1,向主机请求中断，响应中断后 T必须用软件清零。在其他模式中，则在停止位开始发送时由硬件自动将 I 置 1，向 CPU 发请求中断，响应中断后 TI 必须用软件清零。

RI:口1接收中断请求标志位。在模式0中，当串口接收第8位数据结束时，由硬件自动将 RI置 1,向主机请求中断，响应中断后RI必须用软件清零。在其他模式中，串行接收到停止位的中间时刻由硬件自动将 RI置 1，向 CPU 发中断申请，响应中断后 RI必须由软件清零。

三：同步通讯/异步通讯的区别：

1. 异步通信

这是最常用的串口通信模式，我们平时说的“UART”通常指的就是异步模式。

工作原理：

没有时钟线。通信双方需要事先约定好一个通信速率，即波特率（如9600bps）。

数据线在空闲时保持高电平（逻辑1）。

当要发送数据时，发送方首先拉低数据线一个比特时间，这个低电平就是起始位，用来告知接收方“数据要来了，请准备好同步”。

紧接着，发送5-9位的数据位（通常是8位）。

之后是可选的奇偶校验位，用于简单的错误检测。

最后，拉高数据线1位、1.5位或2位时间，作为停止位，表示一帧数据发送结束，线路恢复空闲状态。

接收方根据预定的波特率，在起始位的下降沿开始计时，在每位数据的中间位置进行采样，以读取正确的值。

在STC单片机中的体现：

我们通过配置寄存器（如SCON, PCON）来设置工作模式（模式1是标准的8位UART异步模式）。

必须正确设置波特率发生器（通常使用定时器1或独立波特率发生器BRT）来产生精确的波特率。

优点：

硬件连接简单，只需要两根数据线。

实现方便，应用极其广泛。

缺点：

每个数据帧都有起始位、停止位等开销，降低了有效数据的传输效率。

对波特率的精度要求高，双方波特率若有微小误差，积累后会导致数据错误。

2. 同步通信

这种模式在STC单片机中通常用于与移位寄存器等器件通信，以扩展输入输出口。

工作原理：

有时钟线。发送方（通常是主设备）在发送数据的同时，会提供一条同步时钟信号（SCLK）。

每个时钟脉冲对应一个数据位。接收方在时钟的上升沿或下降沿对数据线进行采样。

因为有时钟的严格同步，所以不需要起始位和停止位。数据是一个接一个的比特连续发送的，形成一个数据流。

在STC单片机中的体现：

在STC的串口模式0中，就是同步通信模式。

RXD 引脚用作数据输入/输出。

TXD 引脚输出同步时钟脉冲。

在这种模式下，可以轻松地连接74HC595（串入并出）来扩展输出口，或连接74HC165（并入串出）来扩展输入口。

四：软件代码如下所示：

4.1 串口１的初始化：

void UART1_config(u8 brt)
{
    /*********** 波特率使用定时器2 *****************/
    if(brt == 2)
    {
        S1BRT = 1;	//S1 BRT Use Timer2;
        SetTimer2Baudraye(Baudrate1);
    }

    /*********** 波特率使用定时器1 *****************/
    else
    {
        TR1 = 0;
        S1BRT = 0;		//S1 BRT Use Timer1;
        T1_CT = 0;		//Timer1 set As Timer
        T1x12 = 1;		//Timer1 set as 1T mode
        TMOD &= ~0x30;//Timer1_16bitAutoReload;
        TH1 = (u8)(Baudrate1 / 256);
        TL1 = (u8)(Baudrate1 % 256);
        ET1 = 0;    //禁止中断
        TR1 = 1;
    }
    /*************************************************/

    SCON = (SCON & 0x3f) | 0x40;    //UART1模式, 0x00: 同步移位输出, 0x40: 8位数据,可变波特率, 0x80: 9位数据,固定波特率, 0xc0: 9位数据,可变波特率
//  PS  = 1;    //高优先级中断
    ES  = 1;    //允许中断
    REN = 1;    //允许接收
    P_SW1 &= 0x3f;
    P_SW1 |= 0x00;      //UART1 switch to, 0x00: P3.0 P3.1, 0x40: P3.6 P3.7, 0x80: P1.6 P1.7, 0xC0: P4.3 P4.4

    B_TX1_Busy = 0;
    TX1_Cnt = 0;
    RX1_Cnt = 0;
}

4.2　串口1 的中断处理：

void UART1_int (void) interrupt 4
{
    if(RI)
    {
        RI = 0;
        RX1_Buffer[RX1_Cnt] = SBUF;
        if(++RX1_Cnt >= UART1_BUF_LENGTH)   RX1_Cnt = 0;
    }

    if(TI)
    {
        TI = 0;
        B_TX1_Busy = 0;
    }
}

4.3 　数据回传功能：

    while (1)
    {
        if((TX1_Cnt != RX1_Cnt) && (!B_TX1_Busy))   //收到数据, 发送空闲
        {
            SBUF = RX1_Buffer[TX1_Cnt];
            B_TX1_Busy = 1;
            if(++TX1_Cnt >= UART1_BUF_LENGTH)   TX1_Cnt = 0;
        }
    }

五：实物演示如下所示：