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51单片机uart通信协议

2017年11月09日 10:04 次阅读

  51单片机

  51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机,后来随着Flash rom技术的发展,8004单片机取得了长足的进展,成为应用最广泛的8位单片机之一,其代表型号是ATMEL公司的AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出,今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机,还是应用最广泛的一种。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。

  同样的一段程序,在各个单片机厂家的硬件上运行的结果都是一样的,如ATMEL的89C51(已经停产)、89S51, PHILIPS,和WINBOND等,我们常说的已经停产的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51单片机,同时是在原基础上增强了许多特性,如时钟,更优秀的是由Flash(程序存储器的内容至少可以改写1000次)存储器取代了原来的ROM(一次性写入),AT89C51的性能相对于8051已经算是非常优越的了。

  51单片机uart通信协议

  不过在市场化方面,89C51受到了PIC单片机阵营的挑战,89C51最致命的缺陷在于不支持ISP(在线更新程序)功能,必须加上ISP功能等新功能才能更好延续MCS-51的传奇。89S51就是在这样的背景下取代89C51的,89S51已经成为了实际应用市场上新的宠儿,作为市场占有率第一的Atmel公司已经停产AT89C51,将用AT89S51代替。89S51在工艺上进行了改进,89S51采用0.35新工艺,成本降低,而且将功能提升,增加了竞争力。89SXX可以向下兼容89CXX等51系列芯片。同时,Atmel不再接受89CXX的定单,大家在市场上见到的89C51实际都是Atmel前期生产的巨量库存而以。如果市场需要,Atmel当然也可以再恢复生产AT89C51。

  uart通信协议

  UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)即通用异步收发传输器,工作于数据链路层(协议层之一)。包含了RS-232、RS-422、RS-485串口通信和红外(IrDA)等等。UART协议作为一种低速通信协议,广泛应用于通信领域等各种场合。UART基本可分为并口通信及串口通信两种。

  异步串口通信协议,工作原理是将传输数据的每个字符以串行方式一位接一位的传输。图1给出了其工作模式:

  51单片机uart通信协议

  其中每一位(bit)的意义如下:

  起始位:先发出一个逻辑“0”的信号,表示传输字符的开始。数据位:紧跟起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等,构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送,靠时钟来定位。

  奇偶校验位:数据位加上这一位后(跟在数据位尾部),使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验),以此来校验数据传送的正确性。

  停止位:它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平(逻辑“1”)。

  空闲位:处于逻辑“1”状态,表示当前线路上没有数据的传送。波特率:是衡量数据传输速率的指针。表示为每秒钟传送的二进制位数(bit数)。例如资料传送速率为120字符/秒,而每一个字符为10位,则其传送的波特率为10&TImes;120=1200字符/秒=1200波特。

  软件UART控制:在嵌入式系统或者计算机中,并非直接对串口直接进行操作,而是通过SCI(串行通讯接口)模块对其进行控制。(注:“SCI”首先由Motorola微串口微控制器而得名,SCI另一种说法是“UART控制器”)常用的许多芯片中都包含了SCI,例如ARM的S3C2410X芯片内嵌了3个串行接口控制器,而Nios等软核芯片则可以用选用UART(RS232)的IP对UART进行控制。PC机则常用16650UART、16750UART等控制串口。

  如果实现软件操作UART时,在UART检查端口管脚的串行活动时,需要占用大量时间,让应用程序停滞,这会使得软件UART没有意义。但情况并非如此,来看一下标准的10位异步串行协议(包含一个起始位,一个停止位和8个数据位)收发一个字符时的情况(如图2所示)。

  51单片机uart通信协议

  在启动一次发送或接收操作之后,串行UART(不论是软件还是硬件形式的UART)并不需要连续监控I/O线。在发送一个字符时,每个位周期,UART只需驱动一次发送信号线的状态,从起始位到8个数据位直到结束位依次设置每个位的电平。在接收一个字符时,UART在第一个下降沿时开始工作,之后只需在每个位时隙的中央对接收线上的信号状态进行一次采样。

  数字系统方面,我们可以用一对状态机来表征软件UART的行为,一个状态机用于发送字符,另一个用于接收字符。对一个全双工的UART而言,这两个状态机是并行运行的,需要两个独立的定时器中断。这两个状态机都有主动和被动两种模式。发送状态机在收到一个需发送的字符时跳出空闲状态,在结束位发送之后回到空闲状态。接收状态机在检测到接收线上的一个下降沿时跳出空闲状态。在检测到这个初始的低电平状态之后(该状态指示起始位已经开始),开始对位时隙进行递减计数,同时按要求采样信号线上的每个信号位,包括停止位。

  为了避免不必要地占用主应用过多的时间,

  UART状态机应该由一些周期性的基于定时器的中断来激活。接收线上初始下降沿的检测需要利用一个边沿触发的外部中断单独处理。如果一个状态机的定时器被设置为每个bit周期发出一个中断请求,那么该状态机在每次中断被触发时能够执行任何需要的操作(而且如果需要,还能进入到下一个状态)。用于实现状态机的代码应尽可能优化,因为只要软件UART处于活动状态,这些代码就会在后台连续运行。

  51单片机uart通信协议

  *************************************************/

  #define uchar unsigned char

  #define uint unsigned int

  bit RXAAOK; //接收到0XAA开头标志

  bit RXFRMOK; //接收一帧完整数据标

  //接收中断中如果是完整一条数据置位,主函数中

  //处理完毕清零

  uchar RXBUF[32]; //接收缓存

  uchar RX_P; //数据个数

  void UARTO_ISR() interrupt 4 //接收中断,不同处理器可能是不同的函数声明

  {

  uchar i; //用处提取接收缓冲器的字符

  if(RI)

  { i=SBUF; //提取字符

  RI=0;

  if(RXFRMOK==0) //判断是否接收到起始字符0XAA

  { if(RXAAOK) //如果接收到0XAA,继续接收后面的字符

  { RXBUF[RX_P]=i; //字符存入数组

  if((RX_P》3)&&(RXBUF[RX_P-3]==0xcc)

  &&(RXBUF[RX_P-2]==0x33)&&(RXBUF[RX_P-1]==0xc3)

  &&(RXBUF[RX_P]==0x3c) ) //判断是是否接收完毕一帧数据

  { RXFRMOK=1; //如果接收完成,置位RXFRMOK;

  RXAAOK=0; //清零开始标志位RXAAOK

  }

  RX_P++; //接收计数器加一

  }

  if(!RXAAOK&&(i==0xaa))

  {RXAAOK=1;

  RX_P=0;

  }

  }

  }

  }

  void main() //主程序

  {

  while(1)

  {

  if(RXFRMOK)

  {

  if(RXBUF[0]==0X78)

  {//加入自己的处理函数即可

  }

  if(RXBUF[0]==0X7C)

  {//加入自己的处理函数即可

  }

  RXBUFMOK=0; //处理完毕,清除消息

  }

  }

  }

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发表于 2018-03-17 11:03 358次阅读
单片机测量三相电网功率因数的接口电路分析

PIC16C71单片机投币电路分析

传统的投币电话,都是以几对红外发射、接收对管作传感器,利用硬币遮光原理粗测币的直径。这种方法精度低,...

发表于 2018-03-17 10:26 455次阅读
PIC16C71单片机投币电路分析

单片机超声波视觉识别系统的测量软件开发

当超声波传感器发出的超声波遇到物体返回时,探头接收其反射回波信息,从而可对接收到的反射回波进行分析、...

发表于 2018-03-17 10:12 456次阅读
单片机超声波视觉识别系统的测量软件开发

一文看懂单片机测量三相电网功率因数角的测量原理

本文介绍使用8031单片机测量三相电网 功率因数角的原理、接口电路和程序实现。经实践验证,测量准确、...

发表于 2018-03-17 10:08 284次阅读
一文看懂单片机测量三相电网功率因数角的测量原理

51单片机执行指令的过程的分析解释

单片机执行程序的过程,实际上就是执行我们所编制程序的过程。即逐条指令的过程。计算机每执行一条指令都可...

发表于 2018-03-16 16:41 663次阅读
51单片机执行指令的过程的分析解释

单片机串行口通信程序设计

串行口方式0应用编程 8051单片机串行口方式0为移位寄存器方式,外接一个串入并出的移位寄存器,就能...

发表于 2018-03-16 16:29 575次阅读
单片机串行口通信程序设计

单片机ROM,RAM和FLASH的作用

在单片机中用来存储程序数据及常量数据或变量数据,凡是c文件及h文件中所有代码、全局变量、局部变量、’...

发表于 2018-03-16 16:27 487次阅读
单片机ROM,RAM和FLASH的作用

LED数码管静态显示接口与编程分析

八段LED数码管显示器由8个发光二极管组成。基中7个长条形的发光管排列成“日”字形,另一个贺点形的发...

发表于 2018-03-16 16:13 432次阅读
LED数码管静态显示接口与编程分析

51单片机产生PWM方法

89C51芯片没有自带PWM发生器,如果要用51来产生PWM波就必须要用软件编程的方法来模拟。方法大...

发表于 2018-03-16 14:21 468次阅读
51单片机产生PWM方法

关于单片机晶振问题及解决方法的总结

遇到单片机晶振不起振是常见现象,那么引起晶振不起振的原因有哪些呢? (1) PCB板布线错误;...

发表于 2018-03-16 13:49 403次阅读
关于单片机晶振问题及解决方法的总结

一个关于LPUART输出异常问题分享

使用STM32L496的Nucleo板的LPUART 做打印输出时,电脑端始终没法出现任何信息。 ...

发表于 2018-03-16 10:12 450次阅读
一个关于LPUART输出异常问题分享

51单片机的时钟及总线时序和总线扩展

说到51单片机的时钟首先想到51时怎么工作的呢?微型控制器要想工作必须要有一个“动力”,对于51单片...

发表于 2018-03-15 14:48 521次阅读
51单片机的时钟及总线时序和总线扩展

单片机按键设计的四个方案详解

在单片机系统里,按键是常见的输入设备,在本文将介绍几种按键硬件、软件设计方面的技巧。一般的在按键的设...

发表于 2018-03-15 14:05 429次阅读
单片机按键设计的四个方案详解

最简单的单片机PID控制算法程序

/*************定义全局变量*****************/uchar Kp,TI,...

发表于 2018-03-15 13:41 542次阅读
最简单的单片机PID控制算法程序

单片机C语言程序设计: 单片机与 PC 通信

单片机可接收 PC 发 送的数字字符,按下单片机的 K1键后,单片机可向 PC发送 ...

发表于 2018-03-15 10:21 537次阅读
单片机C语言程序设计: 单片机与 PC 通信

单片机串行口通信程序设计

8051单片机串行口方式0为移位寄存器方式,外接一个串入并出的移位寄存器,就能扩展一个并行口...

发表于 2018-03-15 09:57 402次阅读
单片机串行口通信程序设计

单片机条件转移指令总结

条件转移指令是指在满足一定条件时进行相对转移。

发表于 2018-03-14 16:03 307次阅读
单片机条件转移指令总结

关于单片机的中断系统的详细介绍

有关单片机中断系统的概念:什么是中断,我们从一个生活中的例程引入。

发表于 2018-03-14 15:32 331次阅读
关于单片机的中断系统的详细介绍

51单片机定时器工作原理

51单片机定时器工作原理及用法

发表于 2018-03-14 13:51 419次阅读
51单片机定时器工作原理

单片机数据存储器的使用

在实际的使用中,单片机运行时为了定位ROM中的数据,其实每个8位存储单元都有一个固定的“地址”,通常...

发表于 2018-03-14 11:16 445次阅读
单片机数据存储器的使用

ARM是什么意思,arm与cpu是什么关系

ARM首先是一个公司,这家公司设计CPU并向各个CPU制造商授权许可,所以ARM公司是一家CPU设计...

发表于 2018-03-14 10:28 600次阅读
ARM是什么意思,arm与cpu是什么关系

C51独立按键的识别示例程序

每按一次独立键盘的S2键,与P1口相连的一个发光二极管往下移动一位。 #include sbit B...

发表于 2018-03-13 19:05 93次阅读
C51独立按键的识别示例程序

P1.0口转弯灯程序 单片机IO口的应用

P1.0开关接5V时,右转弯灯闪亮,P1.1开关接5V时左转弯灯闪亮。P1.0、P1.1 开关同时接...

发表于 2018-03-13 15:56 141次阅读
P1.0口转弯灯程序 单片机IO口的应用

数据帧如何实现单片机间的多机通信技术详解

以下是采用此种数据帧格式的从机单片机程序,发送、接收均采用中断方式。设单片机的晶振频率为11.059...

发表于 2018-03-13 15:39 181次阅读
数据帧如何实现单片机间的多机通信技术详解

单片机软件系统的可靠性设计

在程序存储器中总会有一些区域未使用,如果因干扰导致单片机的指令计数器PC值被错置,程序跳到这些未用的...

发表于 2018-03-13 09:06 441次阅读
单片机软件系统的可靠性设计

有单片机就能做的指纹识别系统

随着指纹识别在智能手机上面的普及,指纹识别技术在越来越多的场合中得到应用。除了手机应用之外,在移动支...

发表于 2018-03-12 16:18 750次阅读
有单片机就能做的指纹识别系统

手把手教你写单片机定时器中断程序

我们在学单片机时我们第一个例程就是灯的闪烁,那是用延时程序做的,现在回想起来,这样做不很恰当,为什么...

发表于 2018-03-12 16:02 570次阅读
手把手教你写单片机定时器中断程序

单片机的Flash 和Ram 的资源是有限的

通常如果需要乘以或除以2n,都可以用移位的方法代替。如果乘以2n,都可以生成左移的代码,而乘以其它的...

发表于 2018-03-12 13:56 432次阅读
单片机的Flash 和Ram 的资源是有限的

50个单片机晶振问题及解决方法小结

单片机晶振电路中两个微调电容不对称会怎样?相差多少会使频率怎样变化?我在检测无线鼠标的接受模块时,发...

发表于 2018-03-12 13:35 511次阅读
50个单片机晶振问题及解决方法小结

eda是什么技术_eda为什么又叫单片机

本文开始详细的阐述了eda是什么技术以及eda的设计方法,其次阐述了eda的设计技巧,详细的分析了e...

发表于 2018-03-12 11:40 568次阅读
eda是什么技术_eda为什么又叫单片机

应用程序设计入门:经典51懒人5步速成法

定时器0使用16位模式,在12MHz晶振情况下,最大的定时值也只有65.535ms,因此要定时500...

发表于 2018-03-12 11:00 605次阅读
应用程序设计入门:经典51懒人5步速成法

关于单片机应用编程mcu测试的经典问答

C语言是一种结构化的高级语言。其优点是可读性好,移植容易,是普遍使用的一种计算机语言。缺点是占用资源...

发表于 2018-03-12 10:31 360次阅读
关于单片机应用编程mcu测试的经典问答

20个单片机延时问题答疑

如果想精确延时,一般需要用到定时器,延时时间与晶振有关系,单片机系统一般常选用11.059 2 MH...

发表于 2018-03-12 09:54 330次阅读
20个单片机延时问题答疑