硬件开发（3）—单片机（3）

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#单片机 #嵌入式硬件

于 2025-09-04 20:48:48 首次发布

1.串口通信

1.常见收发器UART

通用异步收发器，2个串口（1个串口被用于ISP下载程序，1个串口被用于和主机之间的通信），RXD(接收信号线) TXD(发送信号线)

2.通信方式

1. 单工

（1）发送方和接收方是固定的，数据只能从发送方发给接收方

（2）数据传输是通过一根信号线实现，数据传输的方向是固定的

2. 半双工（I2C）

（1）通信双方既可以作为发送方也可以作为接收方

（2）数据传输是通过一根信号线实现，数据传输的方向可以是双向的

（3）同一时刻，数据传输的方向呈现单一性（A给B发的时候，B不能给A发，B只能去接收数据）

3. 全双工（UART）

（1）通信双方既可以作为发送方也可以作为接收方

（2）数据传输是通过两根信号线实现，数据传输在任意时刻都是双向的（收发可以同时进行）

3.数据传输的顺序

Uart在传输数据时，遵循LSB优先原则（低位先行），先发低位数据

4.数据传输的形式

串行：通过一根信号线传输数据，按照先后次序逐个bit逐个bit去发送数据

并行：同多多根信号线同时去传输数据

5.串行传输和并行传输的区别

1.串行（UART）

（1）传输速率慢（只能通过一根线逐个bit去传输）

（2）硬件成本低，实现简单

（3）传输距离远，抗干扰性好（RS485 差分）

2.并行

（1）传输速率快（可以通过多根线同时传输多个bit）

（2）硬件成本高，实现复杂

（3）传输距离近，抗干扰性差（30米以内距离增加后多根信号新存在信号偏移，会电磁波干扰，会造成误差和干扰）

6.串口通信时序

1. 串口通信时，空闲状态为高电平

2. 当由高电平变为低电平(发送一个低电平信号)，代表发送了一个起始位，准备开始通信

3. 发送数据（通常是8bit，遵循先发数据低位LSB原则）

4. 再发送一个bit的校验位（奇偶校验）

5. 再发送一个bit的停止位，代表这一次串口通信结束

奇偶校验：

奇校验：校验位为'1'，若数据位中'1'的个数加上校验位中的'1'，保持'1'的个数为奇数个，则代表校验通过

偶校验：校验位为'0'，若数据位中'1'的个数加上校验位中的'0'，保持'1'的个数为偶数个，则代表校验通过

问题：无法检测偶数个bit出错

7.串口通信参数

波特率：bps（bit per second），每秒钟传输bit的数量，常见的波特率：2400，4800, 9600，115200

数据位：8，串口传输通常8bit数据位传输

停止位：1,1bit停止位

校验位：None，N，无校验

Even，E，偶校验

Odd，O，奇校验

例：9600, 8，N，1

2400, 8，E，1

115200, 8，O，1

8.同步通信、异步通信

I2C:SCL 时钟线

SPI：SCLK 时钟线

UART：无时钟线异步

同步：通信的双方有一根共享的时钟线来约定通信的频率（同步发送数据/接收数据）

异步：通信双方没有时钟线进行同步，如Uart：可以通过设置波特率来实现同步（发：2400bps 收：2400bps）

9.串口寄存器配置

串口的波特率发生器依赖于定时器1（Timer1）

1.SCON/PCON串口控制寄存器

PCON寄存器中的bit6 置0代表通过SCON寄存器中SM0和SM1两位指定串口工作方式：

①将SCON寄存器中的bit6和bit7清0

②将SCON寄存器中的SM1 bit6置1，SM0 bit7清0，代表串口工作8位UART模式

③将SCON寄存器中REN bit4置1，代表允许串口接收数据

④SCON寄存器中bit1 TI位，代表串口8位数据发送完毕硬件自动置1，但需要软件清0（查询）

⑤SCON寄存器bit0 RI位，代表串口8位数据接收完毕硬件自动置1，但需要软件清0（查询）

⑥PCON寄存器SMOD bit7位置1，代表波特率加倍