单片机控制字与串口通信：实现数据传输，连接嵌入式系统

# 1. 单片机控制字概述

单片机控制字是单片机系统中用于控制串口通信的一组寄存器。它定义了串口通信的各种参数，如波特率、数据位、停止位和奇偶校验。通过对控制字的配置，可以实现不同的串口通信模式。

控制字通常由多个位组成，每个位对应一个特定的功能。例如，在常见的8位控制字中，最低位通常用于控制发送数据时是否添加奇偶校验位，而最高位则用于控制串口通信是否启用。

控制字的具体结构和功能因不同的单片机型号而异。因此，在使用单片机控制字时，需要仔细查阅相关单片机的技术手册，以了解其控制字的具体定义和使用方法。

# 2. 单片机控制字与串口通信原理

### 2.1 串口通信基础

#### 2.1.1 串口通信方式

串口通信是一种异步通信方式，即发送数据时，数据位之间没有时钟信号进行同步。发送方和接收方依靠起始位和停止位来确定数据位的开始和结束。

#### 2.1.2 串口通信参数

串口通信需要设置以下参数：

- **波特率：**数据传输速率，单位为比特/秒（bps）。
- **数据位：**每个字符包含的数据位数，通常为 5、6、7 或 8 位。
- **停止位：**数据位后面停止信号的位数，通常为 1 或 2 位。
- **奇偶校验：**用于检测数据传输错误，可以是无校验、奇校验或偶校验。

### 2.2 单片机控制字与串口通信接口

#### 2.2.1 单片机控制字的结构

单片机控制字通常包含以下寄存器：

- **数据寄存器（DR）：**用于存储发送或接收的数据。
- **状态寄存器（SR）：**指示串口通信的状态，如数据发送完成、数据接收完成等。
- **控制寄存器（CR）：**用于配置串口通信参数，如波特率、数据位、停止位等。

#### 2.2.2 单片机控制字与串口通信的连接方式

单片机控制字与串口通信接口通常通过以下方式连接：

- **直接连接：**单片机控制字的串口引脚直接连接到串口设备的引脚。
- **使用串口芯片：**单片机控制字与串口芯片连接，串口芯片再与串口设备连接。

**代码块：**

// STM32F103C8T6 单片机串口初始化
void USART_Init(void)
{
    // 设置波特率为 9600 bps
    USART1->BRR = 0x341;

    // 设置数据位为 8 位
    USART1->CR1 &= ~USART_CR1_M;

    // 设置停止位为 1 位
    USART1->CR2 &= ~USART_CR2_STOP;

    // 设置无奇偶校验
    USART1->CR1 &= ~USART_CR1_PCE;

    // 启用串口
    USART1->CR1 |= USART_CR1_UE;
}

**逻辑分析：**

- `USART1->BRR = 0x341;`：设置波特率为 9600 bps，计算公式为：`BRR = (SystemClock / (16 * BaudRate)) - 1`。
- `USART1->CR1 &= ~USART_CR1_M;`：清除数据位配置，设置为 8 位。
- `USART1->CR2 &= ~USART_CR2_STOP;`：清除停止位配置，设置为 1 位。
- `USART1->CR1 &= ~USART_CR1_PCE;`：清除奇偶校验配置，设置为无奇偶校验。
- `USART1->CR1 |= USART_CR1_UE;`：启用串口。

**表格：**

| 参数 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| 波特率 | 9600 bps | 数据传输速率 |
| 数据位 | 8 位 | 每个字符包含的数据位数 |
| 停止位 | 1 位 | 数据位后面停止信号的位数 |
| 奇偶校验 | 无 | 检测数据传输错误 |

**流程图：**

graph LR
subgraph 串口通信初始化
    A[波特率设置] --> B[数据位设置]
    B --> C[停止位设置]
    C --> D[奇偶校验设置]
    D --> E[串口