基于單片機的串口調試方法與技術

一、89C51單片機的串行接口結構

89C51單片機通過引腳RXD（P3.0，串行數據接收端）和引腳TXD（P3.1，串行數據發送端）與外界通訊。SBUF是串行口緩沖寄存器，包括發送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和地址空間，但不會出現沖突，因為它們其中一個只能被CPU讀出數據，另一個只能被CPU寫入數據。

二、串行口的控制與狀態寄存器

SCON用于定義串行口的工作方式及實施接收和發送控制。其各位定義如表1：

SM2：多機通訊控制位。本文不使用，編程時置0即可。

REN：接收允許控制位。由軟件置位以允許接收，又由軟件清0來禁止接收。

TB8：要發送數據的第9位。可約定作為奇偶校驗位。

RB8：接收到的數據的第9位。在方式0中不使用RB8。在方式1中，若SM2=0，其為接收到的停止位。

TI：發送中斷標志。在方式0中，第8位發送結束時，由硬件置位。在其它方式的發送停止位前，由硬件置位。必須用軟件清0。

RI：接收中斷標志位。在方式0，當接收完第8位數據后，由硬件置位。在其它方式中，在接收到停止位的中間時刻由硬件置位。RI也必須用軟件清0。

1：方式1，3波特率=定時器1溢出率/16；方式2波特率為Fosc/32。

0：方式1，3波特率=定時器1溢出率/32；方式2波特率為Fosc/64

四種工作方式分別為方式0、方式1、方式2、方式3：

（1）方式0為移位寄存器輸入/輸出方式。（2）方式1為波特率可變的10位異步通訊接口方式。（3）方式2為固定波特率的11位異步通訊接口方式。（4）方式3為波特率可變的11位異步通訊接口方式。

三、波特率的選擇

在串行通訊中，收發雙方的數據傳送率（波特率）要有一定的約定。在89C51串行口的四種工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式1和3的波特率是可變的，由定時器T1的溢出率控制。

A、方式0：波特率固定為晶振頻率的1/12。B、方式2：波特率由PCON中的選擇位SMOD來決定：SMOD=1：波特率為1/32fosc，SMOD=0：波特率為1/64fosc。C、方式1和方式3：定時器T1作為波特率發生器，其公式如下：波特率=定時器T1溢出率乘2的SMOD次方除以32；T1溢出率=T1計數率/產生溢出所需的周期數。當時鐘頻率選用11.0592MHZ時，容易獲得標準的波特率，所以很多單片機系統選用這個頻率的晶振。

四、串口調試實驗

我們首先要做的是串口的初始化：（1）確定定時器1的工作方式———編程TMOD寄存器；（2）計算定時器1的初值———裝載TH1，TL1；（3）啟動定時器1———編程TCON中的TR1位；（4）確定串行口的工作方式———編程SCON；（5）串行口在中斷方式工作時，須開CPU和源中斷———編程IE寄存器。

初始化以后就進行串口與PC機的通訊實驗，本實驗是在PC端向單片機發送數據，然后單片機把PC發送的數據送回PC端，同時單片機控制一個led燈閃爍。這里我們使用基于VC++編寫的PC端串口工具來完成調試。

五、結束語

串口通信因簡單高效而得到了廣泛的應用，本文介紹了89C51單片機的串口通信原理，對其內部結構如串行口控制寄存器SCON和電源控制寄存器PCON進行了詳細剖析，研究了4種工作方式下的波特率選擇問題，最后進行了實際的RS232串口通信實驗，利用中斷方式靈活地實現了單片機與PC機的串口通信。