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51单片机基础day3

ds 2025/9/5 17:00:14

1.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）

1.1 硬件通信形式

单工：
发送方和接收方是固定的
通过一根信号线进行数据传输
数据传输的方向呈现单一性

半双工（I2C）
通信的双方既可以作为发送方又可以作为接收方
通过一根信号线进行数据传输
数据传输的方向可以是双向，但同一时刻数据传输方向呈现单一性

全双工（UART）
通信的双方既可以作为发送方又可以作为接收方
通过两根信号线进行数据传输
数据传输的方向任意时刻都是双向

1.2 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

1.3 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
特点：
硬件成本低，实现简单
传输速率慢
传输距离远，抗干扰性好（RS485）

并行：同时多根信号线同时去传输数据
特点：
传输速度快
硬件成本高，实现复杂
传输距离近，抗干扰弱
30米以内（并行线路间信号偏移）
电磁波干扰

1.4 串口通信时序

串口通信时，空闲状态为高电平
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
发送数据（通常是8bit，遵循先发数据低位LSB原则）
再发送一个bit的校验位（奇偶校验）
再发送一个bit的停止位
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

1.5 奇偶校验

问题：无法检测偶数个bit出错
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

1.6 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
9600， 8， N， 1：9600bps， 8数据位， N校验位， 1停止位

1.7 同步通信、异步通信

I2CUARTSPI同步？异步？(时钟线）
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)

1.8 串口寄存器配置

串口的波特率发生器依赖于定时器1（Timer1）

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：
将SCON寄存器中的bit6和bit7清0
将SCON寄存器中的SM1bit6置1，SM0bit7清0，代表串口工作8位UART模式
将SCON寄存器中REN bit4置1，代表允许串口接收数据
SCON寄存器中bit1TI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）
SCON寄存器bitORI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）
PCON寄存器SMODbit7位置1，代表波特率加倍