c 串口通信实例视频教程

一、串口通信基础概念

1、串行通信方式

全双工通信：数据的发送和接收可以同时进行，就像打电话一样，双方可以同时说话和听对方说话，在一些需要实时交互的系统中，如远程监控系统，上位机（监控中心）和下位机（现场设备）之间可以通过全双工串口通信，上位机可以实时发送控制命令，下位机也可以实时上传数据。

半双工通信：通信双方交替进行双向数据传输，但不能同时进行，比如对讲机，在同一时刻只能有一方说话，另一方只能听，说完后角色互换，这种通信方式在一些简单的数据传输场景中较为常见，如早期的RS 485通信网络。

单工通信：数据只能单方向传输，类似于广播，发送方只能发送数据，接收方只能接收数据，一些无线遥控器向设备发送控制信号就是单工通信，遥控器只负责发送指令，设备只负责接收并执行。

2、串口相关寄存器

串行数据缓冲器SBUF：在物理地址99H处，它实际上是两个缓冲器，一个用于接收数据，一个用于发送数据，当CPU写入SBUF时，是将数据放入发送缓冲区准备发送；当CPU读取SBUF时，是从接收缓冲区读取收到的数据。

串口控制寄存器SCON（98H）：其中的SM0和SM1是工作方式选择位，用于设置串口的工作模式，如模式0、模式1等；REN是串行接收允许位，当REN = 1时，允许接收数据；还有TB8、RB8、TI、RI等位，分别用于指示发送和接收的相关状态。

波特率与电源控制寄存器PCON（不可位寻址，87H）：其中的SMOD位用于控制波特率是否加倍，在一些单片机系统中，通过设置SMOD位可以选择合适的波特率来满足不同的通信需求。

中断寄存器IE（中断允许寄存器，可位寻址，A8H）：与串行中断相关的有EA（总中断控制位）和ES（串行口中断允许位），当EA = 1且ES = 1时，允许串行口中断。

二、实例讲解

以51单片机为例，介绍如何使用C语言实现串口通信，假设我们要实现一个简单的功能：通过串口发送一个字符串“Hello, World!”到计算机，并在计算机端显示出来。

1、硬件连接：使用51单片机开发板，将其TXD引脚连接到计算机的串口接收引脚，RXD引脚连接到计算机的串口发送引脚，如果是USB转串口设备，按照相应的引脚定义连接即可。

2、代码实现

初始化串口：首先要设置串口的工作模式和波特率，假设我们使用模式1，波特率为9600bps，代码如下：

     void UartInit() {
         SCON = 0x40; // 设置串口工作模式1
         TMOD &= 0x0F; // 清空TMOD中定时器1相关
         TMOD |= 0X20; // 设置定时器1工作模式2:8位自动重载
         TH1 = 0xFD; // 设定定时初值，根据波特率计算得出
         TL1 = 0XFD;
         TR1 = 1; // 启动定时器1
         }

这里，SCON = 0x40设置了串口为模式1工作模式；TMOD寄存器的设置使能了定时器1的模式2，即8位自动重装模式；TH1和TL1的值根据波特率计算公式得出，对于9600波特率，初值为0xFD；最后TR1 = 1启动定时器1。

发送数据函数：编写一个函数用于发送字符，当把数据写入SBUF时，就会启动发送过程。

     void send_char(unsigned char m) {
         SBUF = m;
         while (!TI); // 等待发送完成，TI标志位被置位表示发送完成
         TI = 0; // 手动清零TI标志位，以便下次发送
     }

在这个函数中，将字符赋值给SBUF后，程序会等待TI标志位被置位，表示数据发送完成，然后手动将TI清零，准备下一次发送。

主函数：在主函数中调用初始化函数和发送函数，实现循环发送字符串“Hello, World!”。

     void main() {
         UartInit(); // 初始化串口
         unsigned char str[] = "Hello, World!";
         while (1) {
             for (int i = 0; str[i] != '