一、串口
1、串口的概述
串口是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低、容易使用、通信线路简单，可实现两个设备的互相通信。
单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大的扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力。
51单片机内部自带UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器），可实现单片机的串口通信。
2、硬件电路
简单双向串口通信有两根通信线（发送端TXD和接收端RXD）
TXD与RXD要交叉连接
当只需单向的数据传输时，可以直接一根通信线
当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片
3、电平标准
电平标准是数据1和数据0的表达方式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系，串口常用的电平标准有如下三种
- TTL电平：+5V表示1，0V表示0
- RS232电平：-3-15V表示1，+3+15V表示0
- RS485电平：两线压差+2+6V表示1，-2-6V表示0（差分信号）
4、常见通信接口
5、相关术语
全双工：通信双方可以在同一时刻互相传输数据
半双工：通信双方可以互相传输数据，但必须分时复用一根数据线
单工：通信只能有一方发送到另一方，不能反向传输
异步：通信双方各自约定通信速率
同步：通信双方靠一根时钟线来约定通信速率
总线：连接各个设备的数据传输线路
6、51单片机的UART
STC89C52有1个UART
STC89C52的UART有四种工作模式：
- 模式0：同步移位寄存器
- 模式1：8位UART，波特率可变（常用）
- 模式2：9位UART，波特率固定
- 模式3：9位UART，波特率可变
7、串口参数及时序图
波特率：串口通信的速率（发送和接收各数据位的间隔时间）
检验位：用于数据验证
停止位：用于数据帧间隔
8、串口模式图
SBUF：串口数据缓存寄存器，物理上是两个独立的寄存器，但占用相同的地址。写操作时，写入的是发送寄存器，读操作时，读出的是接收寄存器
9、串口相关寄存器
数据显示模式
- HEX模式/十六进制模式/二进制模式：以原始数据的形式显示
- 文本模式/字符模式：以原始数据编码后的形式显示
二、串口的使用
uart.c
#include
/**
* @brief 串口初始化，4800bps@12.000MHz
* @param 无
* @retval 无
*/
void UART_Init() {
SCON=0x40;
PCON |= 0x80;
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x20; //设置定时器模式
TL1 = 0xF3; //设定定时初值
TH1 = 0xF3; //设定定时器重装值
ET1 = 0; //禁止定时器1中断
TR1 = 1; //启动定时器1
}
/**
* @brief 串口发送一个字节数据
* @param Byte 要发送的一个字节数据
* @retval 无
*/
void UART_SendByte(unsigned char Byte) {
SBUF=Byte;
while(TI==0);
TI=0;
}
main.c
#include
#include "Delay.h"
#include "UART.h"
unsigned char Sec;
void main() {
UART_Init(); //串口初始化
while(1) {
UART_SendByte(Sec); //串口发送一个字节
Sec++; //Sec自增
Delay(1000); //延时1秒
}
}
三、LED点阵屏
1、LED点阵屏介绍
LED点阵屏由若干个独立的LED组成，LED以矩阵的形式排列，以灯珠亮灭来显示文字、图片、视频等
LED点阵屏与数码管一样，有共阴和共阳两种接法，不同的接法对应的电路结构不同
LED点阵屏需要进行逐行或逐列扫描，才能使所有LED同时显示
2、74HC595
74HC595是串行输入并行输出的移位寄存器，可用3根线输入串行数据，8根线输出并行数据，多片级联后，可输出16位、24位、32位等，常用于IO口扩展。
3、开发板引脚对应关系
4、C的sfr、sbit
sfr（special function register）：特殊功能寄存器声明
例：sfr P0 = 0x80;
声明P0口寄存器，物理地址为0x80
sbit（special bit）：特殊位声明
例：sbit P0_1 = 0x81; 或 sbit P0_1 = P0^1;
声明P0寄存器的第1位
可位寻址/不可位寻址：
在单片机系统中，操作任意寄存器或者某一位的数据时，必须给出其物理地址，又因为一个寄存器里有8位，所以位的数量是寄存器数量的8倍，单片机无法对所有位进行编码，故每8个寄存器中，只有一个是可以位寻址的。
对不可位寻址的寄存器，若要只操作其中一位而不影响其它位时，可用“&=”、“|=”、“^=”的方法进行位操作
四、LED点阵屏的使用
1、LED点阵屏显示笑脸
#include
#include "Delay.h"
sbit RCK=P3^5; //RCLK
sbit SCK=P3^6; //SRCLK
sbit SER=P3^4; //SER
#define MATRIX_LED_PORT P0
/**
* @brief 74HC595写入一个字节
* @param Byte 要写入的字节
* @retval 无
*/
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)
{
unsigned char i;
for(i=0;i8;i++)
{
SER=Byte&(0x80>>i);
SCK=1;
SCK=0;
}
RCK=1;
RCK=0;
}
/**
* @brief LED点阵屏显示一列数据
* @param Column 要选择的列，范围：0~7，0在最左边
* @param Data 选择列显示的数据，高位在上，1为亮，0为灭
* @retval 无
*/
void MatrixLED_ShowColumn(unsigned char Column,Data)
{
_74HC595_WriteByte(Data);
MATRIX_LED_PORT=~(0x80>>Column);
Delay(1);
MATRIX_LED服务器托管网_PORT=0xFF;
}
void main()
{
SCK=0;
RCK=0;
while(1)
{
MatrixLED_ShowColumn(0,0x3C);
MatrixLED_ShowColumn(1,0x42);
MatrixLED_ShowColumn(2,0xA9);
MatrixLED_ShowColumn(3,0x85);
MatrixLED_ShowColumn(4,0x85);
MatrixLED_ShowColumn(5,0xA9);
MatrixLED_ShowColumn(6,0x42);
MatrixLED_ShowColumn(7,0x3C);
}
}
2、LED点阵屏显示动画
MatrixLED.c
#include
#include "Delay.h"
sbit RCK=P3^5; //RCLK
sbit SCK=P3^6; //SRCLK
sbit SER=P3^4; //SER
#define MATRIX_LED_PORT P0
/**
* @brief 74HC595写入一个字节
* @param Byte 要写入的字节
* @retval 无
*/
void _74HC595_WriteByte(unsigned char Byte)
{
unsigned char i;
for(i=0;i8;i++)
{
SER=Byte&(0x80>>i);
SCK=1;
SCK=0;
}
RCK=1;
RCK=0;
}
/**
* @brief 点阵屏初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
void MatrixLED_Init()
{
SCK=0;
RCK=0;
}
/**
* @brief LED点阵屏显示一列数据
* @param Column 要选择的列，范围：0~7，0在最左边
* @param Data 选择列显示的数据，高位在上，1为亮，0为灭
* @retval 无
*/
void Matrix服务器托管网LED_ShowColumn(unsigned char Column,Data)
{
_74HC595_WriteByte(Data);
MATRIX_LED_PORT=~(0x80>>Column);
Delay(1);
MATRIX_LED_PORT=0xFF;
}
main.c
#include
#include "Delay.h"
#include "MatrixLED.h"
//动画数据
unsigned char code Animation[]={
0x3C,0x42,0xA9,0x85,0x85,0xA9,0x42,0x3C,
0x3C,0x42,0xA1,0x85,0x85,0xA1,0x42,0x3C,
0x3C,0x42,0xA5,0x89,0x89,0xA5,0x42,0x3C,
};
void main()
{
unsigned char i,Offset=0,Count=0;
MatrixLED_Init();
while(1)
{
for(i=0;i8;i++) //循环8次，显示8列数据
{
MatrixLED_ShowColumn(i,Animation[i+Offset]);
}
Count++; //计次延时
if(Count>15)
{
Count=0;
Offset+=8; //偏移+8，切换下一帧画面
if(Offset>16)
{
Offset=0;
}
}
}
}
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