汇编语言UART接口波特率计算与寄存器配置详解

UART（通用异步收发传输器）是一种广泛使用的串行通信接口，它允许计算机与外部设备进行数据交换。在嵌入式系统中，UART接口常用于与PC或其他设备进行通信。波特率是UART通信中的一个重要参数，它决定了数据传输的速度。本文将围绕汇编语言中UART接口的波特率计算与寄存器配置进行详细探讨。

UART基本原理

UART是一种全双工通信接口，它包括发送（TX）和接收（RX）两个通道。UART通信的基本过程如下：

1. 发送方将数据转换为串行信号，通过TX引脚发送出去。
2. 接收方通过RX引脚接收串行信号，并将其转换为并行数据。
3. 通信双方通过约定好的波特率、数据位、停止位和校验位等参数进行数据交换。

波特率计算

波特率是衡量UART通信速度的指标，它表示每秒传输的符号数。在UART通信中，波特率与系统时钟频率和波特率发生器的分频系数有关。

波特率计算公式

波特率（Bps）的计算公式如下：

[ Bps = frac{System Frequency}{16 times (UBRR + 1)} ]

其中，System Frequency为系统时钟频率，UBRR为波特率发生器寄存器的值。

波特率发生器寄存器配置

波特率发生器寄存器（UBRR）的配置取决于系统时钟频率和所需的波特率。以下是一个基于8051微控制器的波特率计算与寄存器配置示例。

```assembly
; 假设系统时钟频率为11.0592MHz，所需波特率为9600

ORG 0000H
MOV TMOD, 20H ; 设置定时器1为模式2（8位自动重装载）
MOV TH1, 0FDH ; TH1 = 256 - (System Frequency / (16 Bps)) - 1
MOV SCON, 50H ; 设置串行控制寄存器，工作在模式1（8位UART）
SETB TR1 ; 启动定时器1
SETB ES ; 允许串行中断
SETB EA ; 允许全局中断
END
```

在上面的代码中，我们首先将定时器1设置为模式2，然后根据系统时钟频率和所需波特率计算出TH1的值。接着，我们设置串行控制寄存器SCON，使其工作在模式1。启动定时器1并允许串行中断和全局中断。

寄存器配置详解

串行控制寄存器（SCON）

SCON寄存器用于配置UART的工作模式、接收/发送使能等。以下是SCON寄存器的位定义：

- SM0/SM1：工作模式选择位，用于选择UART的工作模式。
- REN：接收使能位，用于使能UART接收功能。
- TB8/RB8：发送/接收数据位，用于发送或接收第9位数据（在模式2中）。
- TI：发送中断标志位，当发送完一个字节后，由硬件自动置位。
- RI：接收中断标志位，当接收到一个字节后，由硬件自动置位。

波特率发生器寄存器（UBRR）

UBRR寄存器用于配置UART的波特率。在8051微控制器中，UBRR寄存器是一个8位寄存器，其值决定了波特率发生器的分频系数。

定时器/计数器寄存器（THx）

定时器/计数器寄存器THx用于存储定时器/计数器的值。在UART通信中，定时器/计数器用于产生波特率发生器的分频系数。

总结

本文详细介绍了汇编语言中UART接口的波特率计算与寄存器配置。通过了解UART的基本原理和波特率计算公式，我们可以根据实际需求配置UART接口的寄存器，实现高速、稳定的串行通信。在实际应用中，我们需要根据系统时钟频率和所需波特率计算出UBRR寄存器的值，并正确配置SCON和THx寄存器，以确保UART通信的正常进行。