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第七章机器人中UART的应用深圳市鸥鹏科技有限公司黄曦2009.3.21摘要•串口控制寄存器SCON•RS232电平与TTL电平转换•任务一编写串口通信程序•串口工作流程•工程素质和技能归纳•科学精神的培养摘要•串口通讯UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发器）是一种能够把二进制数据按位（bit）传送的通信方式。它通过一个发送端口和一个接收端口来完成通信。•STC89C52单片机拥有1个串行通信接口。主要功能如下：–在输出数据时，把数据进行并-串转换，即单片机将８位并行数据送到串口输出；–在输入数据时，把数据进行串-并转换，即从串口读入外部串行数据并将其转换为８位并行数据送到单片机。©2008Open-Tech.Allrightsreserved.串口控制寄存器SCON•STC89C52单片机的P3.0（RXD）和P3.1（TXD）分别用来接收和发送数据。STC89C52串口支持双全工模式（同时收发），同时提供了两个特殊功能寄存器SBUF和SCON。•SBUF串口缓冲寄存器，实际上是两个寄存器：–写SBUF的操作把待发送的数据送入–读SBUF的操作把接收到的数据取出©2008Open-Tech.Allrightsreserved.波特率时钟（发送）D移位寄存器CLKSBUF波特率时钟（接收）TXD（P3.1）RXD（P3.0）AT89S52内部总线•串口控制寄存器SCON包含串口的状态位和控制位，可进行位操作。–控制位决定串口的工作模式。–状态位代表数据发送和接收结束后的状态。©2008Open-Tech.Allrightsreserved.（见表7-2）SCON.6SM1串口模式位1（见表7-2）SCON.5SM2串口模式位2。允许在模式2和模式3下进行多机通信；如果接收到的第9位数据为0，则RI（接收中断标志）不会被置1SCON.4REN接收使能位。必须置REN为1才能接收数据SCON.3TB8发送数据的第9位。在模式2和3下，此位存放发送数据的第9位，利用软件置位或清除SCON.2RB8接收数据的第9位SCON.1TI发送中断标志。字符发送结束时被置1，由软件清除SCON.0RI接收中断标志。字符接收结束时被置1，由软件清除串口控制寄存器SCON串口控制寄存器SCON•串口工作模式选择©2008Open-Tech.Allrightsreserved.电平与TTL电平转换•什么是波特率–它表示每秒钟传送的bit的个数。例如波特率9600表示每秒钟发送9600个bit。•STC89C52的波特率如何设定（？）–在模式0下，波特率是固定，值为单片机的晶振频率（fosc）的1/12。–在模式2下，SMOD=0时，波特率为1/64fosc；SMOD=1时，波特率为1/32fosc。–在模式1和模式3下，波特率按如下公式计算波特率=(2SMOD/32)·（fOSC/12）·[1/(2K-初值)]–在模式1下，K=8；在模式3下，K=9©2008Open-Tech.Allrightsreserved.电平与TTL电平转换•在数字电路中，只存在“1”和“0”两种逻辑状态，也就是“高电平”和“低电平”。•TTL（Tansistor-TransistorLogic），是指三极管－三极管逻辑电路。。它的逻辑“1”电平是5V，逻辑“0”电平是0V。•RS232标准的逻辑“1”电平是-5V－-15V，逻辑“0”电平是+5V－+15V。©2008Open-Tech.Allrightsreserved.•本例程是在模式1方式下进行通讯，设计成一个uart.h的头文件，以便机器人在前面章节中的程序可以方便地调用。串口通讯程序要和串口调试窗口配合适用。如下图。代码请参考教材第128页uart.h任务一编写串口通信程序©2008Open-Tech.Allrightsreserved.任务一编写串口通信程序•存储器结构–STC89C52内部存储器由片上ROM和片上RAM组成。片上RAM空间由各种用途的存储器空间组成，包括通用RAM、可位寻址RAM(BDATA区）、寄存器组，以及特殊功能寄存器（SFR）。©2008Open-Tech.Allrightsreserved.任务一编写串口通信程序•UART.H是如何工作–#defineXTAL11059200–#definebaudrate9600声明你所使用的晶振频率为11.0592MHz及串口使用的波特率为9600。–#defineOLEN8–#defineILEN8输出和输入的位数均是8位–函数voidcom_initialize(void)对串口进行了初始化并设置了波特率9600，串口将工作在模式1下–函数voiduart_Init()调用了com_initialize()并打开了总中断。–TMOD|=0x20;让定时/计数器1工作在方式2下；SCON=0x50;设置串口工作在模式1；©2008Open-Tech.Allrightsreserved.任务1编写串口通信程序•UART.H是如何工作–定时器初值=2K-[(2SMOD/32)·(fOSC/12)/波特率]=28-[(20/32)·(11.0592*106/12)/9600]=253=0XFD–voidputbuf(charc)写字符到SBUF或发送缓冲区•尝试一下与电脑通讯–按照第一、二章的介绍将此头文件保存在正确的路径上–自己编译主函数调用uart_Init()使串口工作–通过串口调试工具以及printf函数观察串口是否正常工作，这就使得机器人能和你交换信息，前面的章节你就是这样做的–更改波特率大小，如改为4800或19200，观察串口是否依然正常工作–尝试使用别的串口工作模式来进行串口通讯©2008Open-Tech.Allrightsreserved.串口工作流程•与串口通信相关的两个常用函数：putchar()函数和getkey()函数•在“C:\ProgramFiles\Keil\C51\LIB”目录下找到这两个函数的定义。©2008Open-Tech.Allrightsreserved.串口工作流程•例程HelloRoBot.c—printf(“Hello,thisisamessagefromyourRobot\n”);–printf()函数调用putchar()函数将第一个字符（字符‘H’）发送到寄存器SBUF中；–SBUF满，TI置位，进入中断处理函数发送该字符；–字符‘H’通过串口线到达PC机串口，串口调试窗口进行接收处理，并将字符‘H’在接收区内显示。–如此往复，直到printf()函数发送最后一个字符‘\n’——回车命令，将光标置位在下一行，发送工作才结束。©2008Open-Tech.Allrightsreserved.串口工作流程•例程ControlServoWithComputer.c——scanf(%d,&PulseDuration);–在串口调试窗口“发送区”内写入整数1700并点击“发送”按钮，调试窗口会将字符‘6’（整数1700在十六进制的表示下为6A4）发送到单片机的串口。–scanf()函数通过调用getkey()函数从单片机串口处接收字符‘6’，接收缓冲寄存器SBUF满，RI置位，进入中断处理函数，取出字符‘6’；循环到全部数据接收完。–最后，scanf()函数再将接收到的数据，即1700赋给变量PulseDuration©2008Open-Tech.Allrightsreserved.工程素质和技能•51单片机串口的概念和使用•波特率的简介及计算•单片机存储器结构•串口的工作流程©2008Open-Tech.Allrightsreserved.科学精神的培养•查找相关资料，学习串口控制寄存器SCON及特殊寄存器PCON的功能及用法•芯片MAX232也具有进行RS232与TTL电平转换功能，查阅相关资料，掌握它的用法•在头文件STDIO.H中包含了我们常用的许多函数，了解这些函数的用法©2008Open-Tech.Allrightsreserved.