单片机控制灯的通信接口：连接外部世界

# 1. 单片机通信接口概述**

单片机通信接口是单片机与外部设备进行数据交换的桥梁，是单片机系统的重要组成部分。单片机通信接口种类繁多，根据传输方式可分为串口、并口和无线通信接口。

串口通信接口采用串行传输方式，一次只传输一位数据，具有成本低、传输距离远等优点。并口通信接口采用并行传输方式，一次传输多位数据，具有传输速度快、抗干扰能力强等特点。无线通信接口利用无线电波进行数据传输，具有无连接限制、移动性强等优势。

# 2. 单片机串口通信

### 2.1 串口通信原理

串口通信是一种异步通信方式，即发送方和接收方以不同的时钟速率工作。数据以比特流的形式发送，每个比特由一个起始位、8个数据位、一个奇偶校验位（可选）和一个停止位组成。

起始位表示数据的开始，为低电平。数据位携带实际数据，可以是 0 或 1。奇偶校验位用于检测数据传输中的错误，可以是奇校验或偶校验。停止位表示数据的结束，为高电平。

### 2.2 串口通信协议

串口通信协议定义了数据传输的规则，包括波特率、数据位、奇偶校验和停止位等参数。常见的串口通信协议有 RS-232、RS-485 和 TTL。

RS-232 是最常见的串口通信协议，用于连接计算机和外围设备。它使用 9 针或 25 针连接器，支持全双工通信，波特率可达 115200 bps。

RS-485 是一种半双工通信协议，用于多点通信。它使用 2 线或 4 线连接器，支持多达 32 个设备同时通信，波特率可达 10 Mbps。

TTL 是单片机常用的串口通信协议，使用 5V 电平，支持全双工通信，波特率可达 115200 bps。

### 2.3 串口通信编程实现

#### 2.3.1 发送数据

void uart_send_byte(uint8_t data)
{
    // 等待发送缓冲区为空
    while (!(UART_STATUS & UART_STATUS_TX_EMPTY));

    // 将数据写入发送缓冲区
    UART_DATA = data;
}

**代码逻辑分析：**

* `uart_send_byte()` 函数用于发送一个字节的数据。
* 首先，它等待发送缓冲区为空，以确保数据可以被发送。
* 然后，它将数据写入发送缓冲区，触发数据的发送。

**参数说明：**

* `data`：要发送的字节数据。

#### 2.3.2 接收数据

uint8_t uart_receive_byte()
{
    // 等待接收缓冲区有数据
    while (!(UART_STATUS & UART_STATUS_RX_FULL));

    // 从接收缓冲区读取数据
    return UART_DATA;
}

**代码逻辑分析：**

* `uart_receive_byte()` 函数用于接收一个字节的数据。
* 首先，它等待接收缓冲区有数据，以确保数据可以被读取。
* 然后，它从接收缓冲区读取数据，返回接收到的字节。

**参数说明：**

* 无。

# 3.1 并口通信原理

并口通信，也称为并行通信，是一种将数据同时通过多条线传输的通信方式。与串口通信相比，并口通信具有更高的传输速度，但距离较短，抗干扰能力较弱。

并口通信的原理是将数据分解为多个比特，并同时通过多条数据线传输。每个比特对应一条数据线，数据线的状态（高电平或低电平）表示比特的值（0 或 1）。

并口通信的接口通常使用并行端口，并行端口提供多个数据线和控制线。控制线用于协调数据传输，如握手信号、时钟信号等。

### 3.2 并口通信协议

并口通信协议规定了数据传输的格式、时序和控制方式。常见的并口通信协议有：

- **Centronics协议：**用于打印机和计算机之间的通信。
- **IEEE 1284协议：**用于计算机和外部设备之间的通信，如扫描仪、打印机等。

这些协议规定了数据位、停止位、校验位等参数，以及数据传输的时序和控制方式。

### 3.3 并口通信编程实现

并口通信编程实现需要使用并口端口的寄存器和控制寄存器。

#### 3.3.1 输出数据

输出数据时，需要将数据写入并口端口的数据寄