51单片机实验 - 串口通信

实验目的

本实验旨在使用51单片机的串口模块实现与外部设备的通信。通过这个实验,学习如何配置和使用51单片机的串口功能,并编写程序进行数据的收发。

实验原理

51单片机内置了UART串口模块,可以用于与外部设备进行数据通信。在本实验中,我们将使用51单片机的串口模块接收来自电脑的数据,并将接收到的数据原样发送回去。这种串口通信是单片机与外部设备交互的基础,在很多应用场景中都会用到。

实验步骤

1. 硬件连接

将51单片机的串口引脚(RxD和TxD)连接到电脑的串口引脚。如果电脑没有串口,可以使用USB转串口模块进行连接。


51MCU RxD - 电脑 TxD
51MCU TxD - 电脑 RxD
                    

2. 软件编程

编写51单片机程序,实现以下功能:

  • 初始化串口模块,设置波特率
  • 在串口接收中断服务程序中接收数据
  • 在主循环中将接收到的数据原样发送回去

#include <reg51.h>

void serial_init() {
    SCON = 0x50; // 串口工作模式1
    TMOD = 0x20; // 定时器1工作模式2
    TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600bps
    TR1 = 1; // 启动定时器1
    ES = 1; // 允许串口中断
    EA = 1; // 开启总中断
}

void serial_isr() interrupt 4 {
    if (RI) { // 接收中断
        RI = 0; // 清除接收中断标志
        SBUF = SBUF; // 将接收到的数据原样发送回去
    }
    if (TI) { // 发送中断
        TI = 0; // 清除发送中断标志
    }
}

void main() {
    serial_init(); // 初始化串口
    
    while (1) {
        // 主循环,不需要任何操作
    }
}
                    

代码解析

该程序实现了以下功能:

  • 在serial_init()函数中初始化串口模块,设置波特率为9600bps
  • 在serial_isr()中断服务程序中,接收来自电脑的数据并将其原样发送回去
  • 在main()函数中,调用serial_init()初始化串口,然后进入无限循环

在这个程序中,我们使用51单片机的串口模块进行数据通信。当接收到来自电脑的数据时,会触发串口接收中断,在中断服务程序中将接收到的数据原样发送回去。这种串口通信是单片机与外部设备交互的基础,在很多应用场景中都会用到。

实验结果

串口通信测试

实验完成后,可以使用串口调试助手(如PuTTY、Tera Term等)连接到51单片机的串口。在串口助手中输入任意字符,51单片机会将这些字符原样发送回来。


在串口助手中输入: Hello, 51MCU!
51单片机返回: Hello, 51MCU!
                    

通过这个实验,我们学会了如何使用51单片机的串口模块进行数据通信。这是单片机开发中非常基础和重要的知识,在很多应用场景中都会用到,比如与上位机通信、远程控制等。

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