普中51-单核-A2 STC89C52 Keil uVision V5.29.0.0 PK51 Prof.Developers Kit Version:9.60.0.0
快速使用可通过STC-ISP的波特率计算器直接生成初始化函数 6T模式下需将系统频率翻倍 1T的单片机不需要将系统频率翻倍，定时器时钟应为1T 范例程序中有写的很好的例程
硬知识摘自《STC89C52系列单片机器件手册》
中断知识见【51单片机快速入门指南】3：中断系统
STC89C52系列单片机内部集成有一个功能很强的全双工串行通信口，与传统8051单片机 的串口完全兼容。设有 2 个互相独立的接收、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 ）。两个缓冲器统称串行通信特殊功能寄存器 SBUF 。 串行通信设有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。波特率由内部定时器/计数器产生，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。 STC89C52系列单片机串行口对应的硬件部分对应的管脚是P3.0/RxD和P3.1/TxD。 STC89C52系列单片机的串行通信口，除用于数据通信外，还可方便地构成一个或多个并行I/O口，或作串 — 并转换，或用于扩展串行外设等。
串行口相关寄存器 串行口控制寄存器SCON和PCONSTC89C52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。 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) SM0/FE：当PCON寄存器中的SMOD0/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SMOD0/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： 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=0，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=0，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=0。
SCON的所有位可通过整机复位信号复位为全“0”。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。电源控制寄存器PCON格式如下： 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不加倍。复位时SMOD=0。 SMOD0：帧错误检测有效控制位。当SMOD0=1，SCON寄存器中的SM0/FE位用于FE(帧错误检测)功能；当SMOD0=0，SCON寄存器中的SM0/FE位用于SM0功能,和SM1一起指定串行口的工作方式。复位时SMOD0=0。
串行口数据缓冲寄存器SBUFSTC89C52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。
从机地址控制寄存器SADEN和SADDR为了方便多机通信，STC89C52系列单片机设置了从机地址控制寄存器SADEN和SADDR。其中SADEN是从机地址掩模寄存器(地址为B9H，复位值为00H)，SADDR是从机地址寄存器(地址为A9H，复位值为00H)。
与串行口中断相关的寄存器IE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屏蔽所有的中断申请。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 存器的格式如下： IPH: 中断优先级控制寄存器高(不可位寻址) IP : 中断优先级控制寄存器低 (可位寻址) PSH, PS: 串口1中断优先级控制位。 当PSH=0且PS=0时，串口1中断为最低优先级中断(优先级0) 当PSH=0且PS=1时，串口1中断为较低优先级中断(优先级1) 当PSH=1且PS=0时，串口1中断为较高优先级中断(优先级2) 当PSH=1且PS=1时，串口1中断为最高优先级中断(优先级3)
串行口工作模式STC89C52系列单片机的串行通信有4种工作模式，可通过软件编程对SCON中的SM0、SM1的设置进行选择。其中模式1、模式2和模式3为异步通信，每个发送和接收的字符都带有1个启动位和1个停止位。在模式0中，串行口被作为1个简单的移位寄存器使用。
串行口工作模式0：同步移位寄存器在模式0状态，串行通信工作在同步移位寄存器模式，当当单片机工作在6T模式时，其波特率固定为SYSclk/6。当单片机工作在12T时，其波特率固定为SYSclk/12。串行口数据由RxD(RxD/P3.0)端输入，同步移位脉冲（SHIFTCLOCK）由TxD(TxD/P3.1)输出，发送、接收的是8位数据，低位在先。 模式0的发送过程：当主机执行将数据写入发送缓冲器SBUF指令时启动发送，串行口即将8位数据以SYSclk/12或SYSclk/6的波特率从RxD管脚输出(从低位到高位)，发送完中断标志TI置"1"，TxD管脚输出同步移位脉冲（SHIFTCLOCK）。波形如图8-1中“发送”所示。
当写信号有效后，相隔一个时钟，发送控制端SEND有效(高电平)，允许RxD发送数据，同时允许TxD输出同步移位脉冲。一帧(8位)数据发送完毕时，各控制端均恢复原状态，只有TI保持高电平，呈中断申请状态。在再次发送数据前，必须用软件将TI清0。 模式0接收过程：模式0接收时，复位接收中断请求标志RI，即RI＝0，置位允许接收控制位REN=1时启动串行模式0接收过程。启动接收过程后，RxD为串行输入端，TxD为同步脉冲输出端。串行接收的波特率为SYSclk/12或SYSclk/6。其时序图如图8-1中“接收”所示。 当接收完成一帧数据(8位)后，控制信号复位，中断标志RI被置"1"，呈中断申请状态。当再次接收时，必须通过软件将RI清0 工作于模式0时，必须清0多机通信控制位SM2，使不影响TB8位和RB8位。由于波特率固 定为SYSclk/12或SYSclk/6，无需定时器提供，直接由单片机的时钟作为同步移位脉冲。 串行口工作模式0的示意图如图8-1所示 由示意图中可见，由TX和RX控制单元分别产生中断请求信号并置位TI=1或RI =1，经“或门“ 送主机请求中断，所以主机响应中断后必须软件判别是TI还是RI请求中断，必须软件清0中断请求标志位TI或RI。
串行口工作模式1：8位UART，波特率可变当软件设置SCON的SM0、SM1为“01” 时，串行通信则以模式1工作。此模式为8位UART格式，一帧信息为10位：1位起始位，8位数据位(低位在先)和1位停止位。波特率可变，即可根据需要进行设置。TxD(TxD/P3.1)为发送信息，RxD(RxD/P3.0)为接收端接收信息，串行口为全双工接受/发送串行口。 图8-2为串行模式1的功能结构示意图及接收/发送时序图 模式1的发送过程：串行通信模式发送时，数据由串行发送端TxD输出。当主机执行一条写“SBUF“的指令就启动串行通信的发送，写“SBUF”信号还把“1” 装入发送移位寄存器的第9位，并通知TX控制单元开始发送。发送各位的定时是由16分频计数器同步。 移位寄存器将数据不断右移送TxD端口发送，在数据的左边不断移入“0”作补充。当数据的最高位移到移位寄存器的输出位置，紧跟其后的是第9位“1” ，在它的左边各位全为 “0” ，这个状态条件，使TX控制单元作最后一次移位输出，然后使允许发送信号“SEND”失效，完成一帧信息的发送，并置位中断请求位TI，即TI=1，向主机请求中断处理。 模式1的接收过程：当软件置位接收允许标志位REN，即REN=1时，接收器便以选定波特率的16分频的速率采样串行接收端口RxD，当检测到RxD端口从“1”→“0” 的负跳变时就启动接收器准备接收数据，并立即复位16分频计数器，将1FFH植装入移位寄存器。复位16分频计数器是使它与输入位时间同步。 16分频计数器的16个状态是将1波特率（每位接收时间）均为16等份，在每位时间的7、 8、9状态由检测器对RxD端口进行采样，所接收的值是这次采样直经 “三中取二” 的值，即3次采样至少2次相同的值，以此消除干扰影响，提高可靠性。在起始位，如果接收到的值不为 “0”（低电平），则起始位无效，复位接收电路，并重新检测"1" →"0" 的跳变。如果接收到的起始位有效，则将它输入移位寄存器，并接收本帧的其余信息。 接收的数据从接收移位寄存器的右边移入，已装入的1FFH向左边移出，当起始位"0"移到移位寄存器的最左边时，使RX控制器作最后一次移位，完成一帧的接收。若同时满足以下两个条件：
RI=0；SM2=0或接收到的停止位为1。则接收到的数据有效，实现装载入SBUF，停止位进入RB8，置位RI，即RI=1，向主机请求中断，若上述两条件不能同时满足，则接收到的数据作废并丢失，无论条件满足与否，接收器重又检测RxD端口上的"1" →"0"的跳变，继续下一帧的接收。接收有效，在响应中断后，必须由软件清0，即RI=0。通常情况下，串行通信工作于模式1时，SM2设置为"0"。 串行通信模式1的波特率是可变的，可变的波特由定时器/计数器1或独立波特率发生器产生。 串行通信模式1的波特率= 2 S M O D / 32 × 2^{SMOD}/32× 2SMOD/32×(定时器/计数器1溢出率) 当单片机工作在12T模式时，定时器1的溢出率 = SYSclk/12/( 256 - TH1)； 当单片机工作在6T模式时， 定时器1的溢出率 = SYSclk /6/ ( 256 - TH1)
串行口工作模式2：9位UART，波特率固定当SM0、SM1两位为10时，串行口工作在模式2。串行口工作模式2为9位数据异步通信UART模式，其一帧的信息由11位组成：1位起始位，8位数据位(低位在先)，1位可编程位(第9位数据)和1位停止位。发送时可编程位(第9位数据)由SCON中的TB8提供，可软件设置为1或 0，或者可将PSW中的奇/偶校验位P值装入TB8(TB8既可作为多机通信中的地址数据标志位， 又可作为数据的奇偶校验位)。接收时第9位数据装入SCON的RB8。TxD为发送端口，RxD为接收端口，以全双工模式进行接收/发送。 模式2的波特率为： 串行通信模式2波特率= 2 S M O D / 64 × 2^{SMOD}/64× 2SMOD/64×(SYSclk系统工作时钟频率) 上述波特率可通过软件对PCON中的SMOD位进行设置，当SMOD=1时，选择1/32(SYSclk)；当SMOD=0时，选择1/64(SYSclk) ，故而称SMOD为波特率加倍位。可见，模式2的波特率基本上是固定的。 图8-3为串行通信模式2的功能结构示意图及其接收/发送时序图。 由图8-3可知，模式2和模式1相比，除波特率发生源略有不同，发送时由TB8提供给移位寄存器第9数据位不同外，其余功能结构均基本相同，其接收/发送操作过程及时序也基本相同。 当接收器接收完一帧信息后必须同时满足下列条件：
RI=0SM2=0或者SM2=1，并且接收到的第9数据位RB8=1。当上述两条件同时满足时，才将接收到的移位寄存器的数据装入SBUF和RB8中，并置位RI=1，向主机请求中断处理。如果上述条件有一个不满足，则刚接收到移位寄存器中的数据无效而丢失，也不置位RI。无论上述条件满足与否，接收器又重新开始检测RxD输入端口的跳变信息，接收下一帧的输入信息。 在模式2中，接收到的停止位与SBUF、RB8和RI无关。 通过软件对SCON中的SM2、TB8的设置以及通信协议的约定，为多机通信提供了方便。
串行口工作模式3：9位UART，波特率可变当SM0、SM1两位为11时，串行口工作在模式3。 串行通信模式3为9位数据异步通信UART模式，其一帧的信息由11位组成：1位起始位，8位数据位(低位在先)，1位可编程位(第9位数据)和1位停止位。发送时可编程位(第9位数据)由SCON中的TB8提供，可软件设置为1或0，或者可将PSW中的奇/偶校验位P值装入TB8(TB8既可作为多机通信中的地址数据标志位，又可作为数据的奇偶校验位)。接收时第9位数据装入SCON的RB8。TxD为发送端口，RxD为接收端口，以全双工模式进行接收/发送。 模式3的波特率为： 串行通信模式3波特率= 2 S M O D / 32 × 2^{SMOD}/32× 2SMOD/32×(定时器/计数器1的溢出率) 当单片机工作在12T模式时，定时器1的溢出率 = SYSclk/12/( 256 - TH1)； 当单片机工作在6T模式时， 定时器1的溢出率 = SYSclk /6/ ( 256 - TH1) 可见，模式3和模式1一样，其波特率可通过软件对定时器/计数器1或独立波特率发生器的设置进行波特率的选择，是可变的。 图8-4为串行口工作模式3的功能结构示意图及其接收/发送时序图。 由图8-4可知，模式3和模式1相比，除发送时由TB8提供给移位寄存器第9数据位不同外，其余功能结构均基本相同，其接收发送操作过程及时序也基本相同。 当接收器接收完一帧信息后必须同时满足下列条件：
RI=0SM2=0或者SM2=1，并且接收到的第9数据位RB8=1。当上述两条件同时满足时，才将接收到的移位寄存器的数据装入SBUF和RB8中，并置位RI=1，向主机请求中断处理。如果上述条件有一个不满足，则刚接收到移位寄存器中的数据无效而丢失，也不置位RI。无论上述条件满足与否，接收器又重新开始检测RxD输入端口的跳变信息，接收下一帧的输入信息。 在模式3中，接收到的停止位与SBUF、RB8和RI无关。 通过软件对SCON中的SM2、TB8的设置以及通信协议的约定，为多机通信提供了方便。
串行通信中波特率的设置STC89C52系列单片机串行通信的波特率随所选工作模式的不同而异，对于工作模式0和模式2，其波特率与系统时钟频率SYSclk和PCON中的波特率选择位SMOD有关，而模式1和模式3的波特率除与SYSclk和PCON位有关外，还与定时器/计数器1或BRT独立波特率发生器设置有关。通过对定时器/计数器1或BRT独立波特率发生器的设置，可选择不同的波特率，所以这种波特率是可变的。 串行通信模式0，其波特率与系统时钟频率SYSclk有关 。 当用户在烧录用户程序时在STC-ISP编程器中设置单片机为6T/双倍速时，其波特率 = SYSclk/12。 当用户在烧录用户程序时在STC-ISP编程器中设置单片机为12T/单倍速时，其波特率 = SYSclk/2。 一旦SYSclk选定且单片机在烧录用户程序时在STC-ISP编程器设置好，则串行通信工作模式0的波特率固定不变。 串行通信工作模式2，其波特率除与SYSclk有关外，还与SMOD位有关。 其基本表达式为：串行通信模式2波特率= 2 S M O D / 64 × 2^{SMOD}/64× 2SMOD/64×(SYSclk系统工作时钟频率) 当SMOD=1时，波特率=2/64(SYSclk)=1/32(SYSclk)； 当SMOD=0时，波特率=1/64(SYSclk)。 当SYSclk选定后，通过软件设置PCON中的SMOD位，可选择两种波特率。所以，这种模式的波特率基本固定。 串行通信模式1和3，其波特率是可变的： 模式1、3波特率=2SMOD/32×(定时器/计数器1的溢出率或BRT独立波特率发生器的溢出率) 当单片机工作在12T模式时，定时器1的溢出率 = SYSclk/12/( 256 - TH1)； 当单片机工作在6T模式时， 定时器1的溢出率 = SYSclk /6/ ( 256 - TH1) 通过对定时器/计数器1和BRT独立波特率发生器的设置，可灵活地选择不同的波特率。在实际应用中多半选用串行模式1或串行模式3。显然，为选择波特率，关键在于定时器/计数器1 和BRT独立波特率发生器的溢出率的计算。 为选择波特率，关键在于定时器/计数器1的溢出率。下面介绍如何计算定时器/计数器1的 溢出率。 定时器/计数器1的溢出率定义为：单位时间（秒）内定时器/计数器1回0溢出的次数，即定时器/计数器1的溢出率=定时器/计数器1的溢出次数/秒。 STC89C52系列单片机设有两个定时器/计数器，因定时器/计数器1具有4种工作方式,而常选用定时器/计数器1的工作方式2（8位自动重装）作为波特率的溢出率。设置定时器/计数器1工作于定时模式的工作方式2（8位自动重装），TL1的计数输入来自于SYSclk经12分频或不分频的脉冲。当单片机工作在12T模式，TL1的计数输入来自于SYSclk经12分频的脉冲；当单片机工作在6T模式，TL1的计数输入来自于SYSclk经6分频的脉冲。可见，定时器/计数器1的溢出率与SYSclk和自动重装值N有关，SYSclk越大，特别是N越大，溢出率也就越高。对于一般情况下， 当单片机工作在12T模式时时，定时器/计数器1溢出一次所需的时间为： 当单片机工作在6T模式时，定时器/计数器1溢出一次所需的时间为 于是得定时器/计数器每秒溢出的次数，即 当单片机工作在12T模式时，定时器/计数器1的溢出率=SYSclk/12×(28－N) (次/秒) 当单片机工作在6T模式时， 定时器/计数器1的溢出率=SYSclk×6×(28－N) (次/秒) 式中SYSclk为系统时钟频率，N为再装入时间常数。 下表给出各种常用波特率与定时器/计数器1各参数之间的关系。 常用波特率与定时器/计数器1各参数关系（T1x12/AUXR.6=0)
示例程序stdint.h见【51单片机快速入门指南】1：基础知识和工程创建 由于STC单片机的定时器2才有波特率发生器，因此本示例中使用STC的头文件。
USART.c #include "USART.h"char RxBuffer[RxBuffer_Len] = {0};bit USART_Busy;void String_Analysis(){}void USART_Init(uint8_t USART_Mode, bit Rx_Flag, uint8_t Priority, uint32_t SYSclk, uint32_t Baud_Rate, bit Double_Baud_Flag, bit USART_Timer){uint16_t THLx;Priority &= 3;USART_Mode &= 3;PCON = 0;PCON |= (uint8_t)Double_Baud_Flag