8051单片机C语言串口通信：深入理解数据传输，解锁物联网通信新境界

# 1. 8051单片机C语言串口通信概述

串口通信是一种广泛应用于嵌入式系统中的数据传输方式，它通过串口发送和接收数据，实现设备之间的通信。8051单片机作为一种常见的嵌入式微控制器，也支持串口通信功能。

本章将概述8051单片机C语言串口通信的基本概念，包括串口通信的原理、协议、8051单片机的串口硬件配置以及串口数据收发的基本流程。通过对这些基础知识的理解，读者可以为后续的串口通信应用开发奠定基础。

# 2. 串口通信理论基础

### 2.1 串口通信原理

#### 2.1.1 串口通信的物理层

串口通信的物理层定义了数据传输的电气特性，包括：

- **电压电平：**决定了数据传输时的电压范围，常见的有 RS-232、RS-485 等标准。
- **接口类型：**定义了连接设备的物理接口，如 DB-9、RJ-45 等。
- **传输速率：**单位为比特率（bps），表示每秒传输的比特数。
- **数据格式：**指定了数据传输的格式，包括数据位、停止位和校验位。

#### 2.1.2 串口通信的协议层

串口通信的协议层定义了数据传输的规则和格式，包括：

- **波特率：**与物理层中的传输速率相对应，用于同步发送和接收设备。
- **数据位：**表示每个字符传输的比特数，常见的有 5 位、6 位、7 位和 8 位。
- **停止位：**表示结束字符传输的比特数，常见的有 1 位或 2 位。
- **校验位：**用于检测数据传输中的错误，常见的有奇校验、偶校验和无校验。

### 2.2 串口通信协议

#### 2.2.1 波特率、数据位、停止位和校验位

波特率、数据位、停止位和校验位共同组成了串口通信协议，用于确保数据传输的可靠性和兼容性。

| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 波特率 | 单位为 bps，表示每秒传输的比特数 |
| 数据位 | 表示每个字符传输的比特数 |
| 停止位 | 表示结束字符传输的比特数 |
| 校验位 | 用于检测数据传输中的错误 |

#### 2.2.2 奇偶校验和无校验

奇偶校验和无校验是校验位常用的两种方式：

- **奇校验：**校验位为 1，使整个字符的比特数为奇数。
- **偶校验：**校验位为 0，使整个字符的比特数为偶数。
- **无校验：**不使用校验位，但会降低数据传输的可靠性。

**代码示例：**

// 设置波特率为 9600 bps，数据位为 8 位，停止位为 1 位，无校验
SBUF = 0x55;  // 发送数据
while (!TI);  // 等待发送完成
TI = 0;  // 清除发送完成标志位

**代码逻辑分析：**

- `SBUF`寄存器用于发送数据。
- `TI`标志位表示发送完成，当为 1 时表示数据已发送。
- `TI`标志位需要手动清除，以继续发送数据。

# 3. 8051单片机串口硬件配置

### 3.1 串口硬件模块

#### 3.1.1 串口寄存器

8051单片机的串口硬件模块主要包括以下寄存器：

- **SBUF：**串口数据缓冲寄存器，用于存储待发送或已接收的数据。
- **SCON：**串口控制寄存器，用于配置串口通信参数，如波特率、数据位、停止位和校验位。
- **PCON：**电源控制寄存器，用于配置串口时钟源和波特率倍频因子。
- **IE：**中断使能寄存器，用于使能串口中断。
- **IP：**中断优先级寄存器，用于设置串口中断优先级。

#### 3.1.2 串口中断

8051单片机串口支持以下中断：

- **RI：**接收中断，当接收数据缓冲区接收到数据时触发。
- **TI：**发送中断，当发送数据缓冲区发送完数据时触发。

### 3.2 串口硬件配置步骤

#### 3.2.1 时钟配置

串口时钟源可以是内部时钟或外部时钟。内部时钟的频率为12MHz，外部时钟的频率可以根据需要设置。时钟配置步骤如下：

// 配置内部时钟
PCON &= 0x7F; // 清除 PCON 寄存器的 CKSEL 位

// 配置外部时钟
PCON |= 0x80; // 设置 PCON 寄存器的 CKSEL 位

#### 3.2.2 波特率配置

波特率是串口通信中数据传输速率的单位，单位为波特（Baud）。8051单片机的波特率配置步骤如下：

// 配置波特率
SCON = 0x50; // 设置 SCON