51单片机程序设计中的串口通信：原理与实战，轻松上手

# 1. 串口通信基础**

串口通信是一种异步串行通信方式，广泛应用于嵌入式系统、工业控制等领域。它通过一根或多根导线传输数据，传输速率和数据格式可根据需要进行配置。串口通信的基本原理是将并行数据转换为串行数据，通过发送和接收数据线进行传输，并在接收端将串行数据还原为并行数据。

串口通信的关键参数包括波特率、数据位、停止位和校验位。波特率表示数据传输速率，单位为比特/秒；数据位表示每个字符传输的比特数，通常为 5、6、7 或 8 位；停止位表示字符传输结束后发送的停止位数量，通常为 1 或 2 位；校验位用于检测数据传输过程中的错误，通常使用奇校验或偶校验。

# 2.1 串口硬件配置

### 2.1.1 串口引脚定义

51单片机的串口引脚通常定义为 P3.0（TXD）和 P3.1（RXD）。其中：

- TXD：发送数据引脚，用于发送数据到外部设备。
- RXD：接收数据引脚，用于接收外部设备发送的数据。

### 2.1.2 波特率设置

波特率是串口通信中每秒传输的比特数，单位为 bps（bit per second）。51单片机的波特率由定时器/计数器 T1 的分频系数和 SMOD 位决定。

- **定时器/计数器 T1 分频系数：**

波特率 = 晶振频率 / (12 * 分频系数)

- **SMOD 位：**

SMOD 位位于 SCON 寄存器的第 7 位，用于选择波特率倍增模式。当 SMOD = 1 时，波特率倍增，即实际波特率为上述计算结果的 2 倍。

### 2.1.3 数据位、停止位和校验位设置

串口通信中还有数据位、停止位和校验位等参数需要设置。

- **数据位：**

数据位表示每个字符传输的比特数，通常为 8 位。

- **停止位：**

停止位表示结束字符传输的比特数，通常为 1 位或 2 位。

- **校验位：**

校验位用于检测数据传输中的错误，通常有奇校验和偶校验两种方式。

### 2.1.4 串口寄存器

51单片机的串口寄存器主要有 SCON、SBUF 和 PCON。

- **SCON 寄存器：**

SCON 寄存器用于控制串口通信的模式和状态，包括波特率、数据位、停止位、校验位等设置。

- **SBUF 寄存器：**

SBUF 寄存器用于存储要发送或接收的数据。

- **PCON 寄存器：**

PCON 寄存器用于控制串口中断和 SMOD 位。

# 3.1 串口数据收发程序

#### 1. 数据发送程序

void serial_send_data(unsigned char data)
{
    while (!TI); // 等待发送缓冲区为空
    SBUF = data;  // 将数据写入发送缓冲区
    TI = 0;       // 清除发送标志位