用proteus和keil实现串口通信仿真

前面一课讲述了串行口通信的技术原理，本课通过安装虚拟串口，用proteus和keil实现串口通信仿真。

虚拟串口

编写仿真程序之前，需要安装VSPD，VSPD是虚拟串口工具，通过VSPD虚拟出两个串口用于通信。大家可以通过搜索引擎找到VSPD安装方式。

VSPD安装完成后，运行VSPD，并虚拟出两个串口COM1和COM2。具体过程如下：

（1）启动VSPD

（2）虚拟一对串口

单击【Create】按钮，确认创建当前设定的一对虚拟串口。

（3）启动串口助手

随VSPD安装包附带的一般会有串口助手程序，可以使用串口助手测试串口的数据发送和数据接收。

启动串口助手打开COM1口，另外再启动一个串口助手，打开COM2口。在打开COM1的串口助手发送窗口输入“abc”或“123”，单击发送按钮发送数据。观察打开COM2串口的串口助手窗口，发送的数据会出现在数据接收窗口。

51单片机串行口结构

51单片机串行口结构是一个可编程全双工的通信接口，能同时进行数据的发送和接收，它由两个独立的串行数据缓冲寄存器SBUF（一个发送缓冲寄存器，一个接收缓冲寄存器）和发送控制、接收控制器及控制电路构成。

51单片机通过SBUF对串行接收或串行发送寄存器进行访问，SBUF的地址是99H。SCON寄存器是串行口控制寄存器，它用来设定串行口的工作方式、接收发送控制以及设置状态标志等。SCON寄存器的地址为98H，可进行位寻址，各位的定义如下表所示。

SM0和SM1共同确定串行口的工作方式，SM0为0，SM1为1时，串行口工作方式为异步通信口，这也是串口最常用的一种工作方式，TXD（P3.1）为数据发送引脚，RXD（P3.0）为数据接收引脚。

REN为允许串行口接收位，REN=1：允许串行口接收数据，REN=0：禁止串行口接收数据。

在操作串行口之前，需要设置产生波特率的定时器T1、串行口控制和中断控制。

定时器设置：确定T1的工作方式，计算T1的初值，装载TH1和TL1。设置串行口工作方式：SM0=0，SM1=1。允许串行口接收数据：REN=1。RI为接收中断标志位，当串行数据接收完成后，向CPU发出中断申请，在处理程序中，将该位清零，取消此中断申请。TI为发送中断标志位，当串行口发送数据结束后，向CPU发出中断申请，在处理程序中，将该位清零，取消此中断申请。

串口通信仿真实验

实验要求：通过串口控制发光二极管的状态。

在proteus仿真电子元器件库搜索“COMPIM”，添加串口器件到电路模型元器件库，添加一个串口器件到电路模型，Physical port设置为COM1，并设置Physical Baud rate为9600。

Physical Baud rate为波特率，波特率通常单位是bit/s，即每秒传输的二进制位数。

实验电路如下图所示：

实验电路非常简单，器件P1为串口器件，串口器件的TXD引脚接单片机的TXD引脚，串口器件的RXD引脚接单片机的RXD引脚，串口器件的其它引脚可以悬空。

单片机内运行的完整C程序如下：

#include
void init();
void main(){
 unsigned char temp=0xff;
 init();
 while(1){
    if(RI){ 
         RI=0;  
         temp=SBUF; 
     }else{
         P1=temp;
     }
 }
}
void init(){
 TMOD=0x20; 
 TH1=0xfd;
 TL1=0xfd;
 TR1=1;
           
 SM0=0;
 SM1=1; 
 REN=1;
}

函数init()用来设置单片机串行口工作方式、定时器、中断等控制项，TMOD=0x20设置定时器为计数器方式并设置初值，TR1=1启动T1定时器，SM0=0和 SM1=1设置串口工作方式为异步通信方式，REN=1允许串行口接收数据。

main()函数应用while循环结构监测串行口，判断SCON寄存器的RI中断标志位是否为1，若为1，说明串口已接收到数据，数据存储在SBUF缓冲寄存器，RI中断标志位清零，SBUF赋值给temp变量，若RI中断标志位为0，将temp变量的值赋值给P1口。

实验过程：

在proteus启动实验电路，启动虚拟串口和串口助手，串口助手设置为COM2，打开COM2串口，选择16进制发送，在发送窗口输入00，单击发送，实验电路的二极管点亮，再次发送ff可熄灭二极管。