单片机与外部设备的交互方式（笔记）

串口（51单片机）

        串行通信接口简称为串口，是设备间通信的一种方式。串行通信是指数据一位一位地顺序传送，是属于全双工通信。常见地电气标准有RS232、RS422等。

        常见的UART是指通用异步接收/发送，包含了TTL电平和RS232电平的串口。RS232电平：逻辑1为-3~-15V，逻辑0为3~15V；TTL电平：+5V为逻辑1，0V为逻辑0。

        串口接线：交叉接线，单片机的数据输入接外部设备的数据发送；单片机的数据发送接外部设备的数据输入

        因为通信的双方时钟不同，硬件配置不同，但又要设定好通信的速率，因此需要调节波特率。这是异步串行通信的关键。

        以51单片机为例子，输入/输出数据缓冲器叫做SBUF，代码体现就是接收数据时char data = SBUF；发送数据时SBUF = data。接收标志位为RI和TI，当接收SBUF满时，RI会被硬件置1；反之，发送SBUF满时，TI会被硬件置1。这两个标志位都需要软件置1。

        串口数据格式一般为起始位+数据位+校验位+停止位。根据工作方式的选择有无校验位。

        波特率的计算要根据串口工作方式的选择所提供的公式进行计算。

void UartInit(void) //9600bps@11.0592MHz
{
    SCON = 0x50; //配置串口工作方式1，REN使能接收
    TMOD &= 0x0F;
    TMOD |= 0x20;//定时器1工作方式位8位自动重装
    TH1 = 0xFD;
    TL1 = 0xFD;//波特率的初值
    TR1 = 1;//启动定时器
    EA = 1;//开启总中断
    ES = 1;//开启串口中断
}

        注：时钟周期和机器周期的区别：时钟周期是指计算机最小的时间单位，一般为时钟频率的倒数；而机器周期是指CPU完成一个基本操作所需要的时间，机器周期一般为若干个时钟周期。

蓝牙透传（HC-08)

        透传即为透明传输，是指在数据的传输过程中，通过无线的方式这组数据不发生任何形式的改变。基本的使用方法与串口一致，接线方式也是交叉接线，当单片机完成串口的初始化，完成串口数据的相关处理，就可以通过相关的蓝牙助手进行上位机和单片机的无线数据传输。

        这款蓝牙模块是基于AT指令集进行设计的，可以利用AT指令完成对蓝牙名称修改等操作。

WIFI无线传输（ESP8266）

        需要利用AT指令集进行入网初始化，相关的AT指令一般可以找商家获得。这里列举一些常用的AT指令。

波特率设置：AT+UART=波特率,数据位数,1,0,0

工作模式设置：AT+CWMODE=3    //  1. 设备模式  2.是路由模式  3.是双模

设备模式连接路由器：AT+CWJAP="路由器名称","路由器密码"

查询IP地址：AT+CIFSR  //  APIP指路由模式IP地址，可做服务器供设备连接；STAIP为设备模式连接路由器后分配的IP地址

连接服务器：AT+CIPSTART="协议类型（TCP/UDP）","服务器IP地址",端口

发送数据：第一种方式：AT+CIPSEND=4 // 设置即将发送数据的长度 （这里是4个字节），每次发送都要先设置发送长度；

                  第二种方式：AT+CIPMODE=1 //开启透传模式，+++可以退出透传模式

单片机利用ESP8266进行联网时，要注意对入网初始化的每一步进行标志位检测再进行下一步初始化（因为联网需要时间，发送数据需要时间），提高初始化和联网的成功率。（每一句AT指令成功设置到都会有回复）

利用ESP8266使单片机成为服务器，也需要相关的AT指令初始化ESP8266。

使能连接：AT+CIPMUX=1  //  支持多个设备连接，每个设备都可以对单片机进行通信

建立TCP服务器：AT+CIPSERVER=1

服务器对客户端发送数据：AT+CIPSEND=客户通道,发送数据字节数 

                                           AT+CIPSEND=0,4 // 发送4个字节在连接0通道上

服务器接收到数据：+IPD, 0, n: xxxxxxx //+IPD是固定字符串 0是通道，n是数据长度，xxx是数据

断开连接：AT+CIPCLOSE=0

同样单片机对ESP8266的初始化每一步都要检测标志位，提高成功率。

4g模块内网穿透（EC03-DNC）

同样是基于AT指令集的开发，需要利用AT指令进行初始化，并且需要插入SIM卡才可以正常使用。默认为透传的方式进行数据传输。

        通过AT指令进行初始化，可以检查SIM卡，设置内网IP连接服务器，因为4g模块不属于局域网，因此需要申请一个公网IP给4g模块，这就叫内网穿透，完成初始化后，可以类似与蓝牙模块一样的使用，可以连接上服务器。

连接socket服务器：AT+SOCK=TCPC,内网IP地址

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