单片机外部通讯金融与支付应用：打造安全便捷的金融服务

# 1. 单片机外部通讯基础

单片机外部通讯是指单片机与外部设备或系统进行信息交换的过程。它使单片机能够与外界进行交互，从而实现各种功能。单片机外部通讯的基本原理是通过输入/输出（I/O）端口与外部设备进行数据传输。

单片机外部通讯的类型多种多样，常见的包括串口通讯、I2C通讯和SPI通讯。这些通讯方式各有其特点和应用场景。串口通讯是一种简单高效的通讯方式，常用于与PC机、打印机等设备进行通信。I2C通讯是一种总线式通讯方式，支持多主控器和多个从设备同时通信。SPI通讯是一种高速同步通讯方式，常用于与高速外设进行通信。

# 2. 单片机外部通讯技术

### 2.1 串口通讯

#### 2.1.1 串口通讯原理

串口通讯，又称串行通讯，是一种单向、单比特传输的通讯方式。它通过一条数据线（TXD）和一条接收线（RXD）进行数据传输，数据以比特为单位逐个发送和接收。

串口通讯的原理是：发送方将数据按比特位顺序依次发送出去，接收方则按比特位顺序依次接收数据。发送方和接收方之间需要约定好波特率（比特率）、数据位、停止位和校验位等通讯参数。

#### 2.1.2 串口通讯协议

串口通讯协议定义了数据传输的格式和规则，包括：

- **波特率：**数据传输速率，单位为比特/秒（bps）。
- **数据位：**每个字符所占用的比特位数，通常为 5、6、7 或 8 位。
- **停止位：**发送完一个字符后，发送方停止发送信号的比特位数，通常为 1 或 2 位。
- **校验位：**用于检测数据传输过程中是否出现错误，通常为奇校验或偶校验。

### 2.2 I2C通讯

#### 2.2.1 I2C通讯原理

I2C（Inter-Integrated Circuit）通讯是一种双向、多主从的串行通讯方式。它使用两条信号线：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL），可以连接多个主设备和多个从设备。

I2C通讯的原理是：主设备通过发送起始信号开始通讯，然后发送从设备地址和读/写命令。从设备收到地址后，如果地址匹配，则发送应答信号。主设备随后发送数据或接收数据，并通过停止信号结束通讯。

#### 2.2.2 I2C通讯协议

I2C通讯协议定义了数据传输的格式和规则，包括：

- **起始信号：**主设备发送一个低电平信号，然后发送一个高电平信号。
- **从设备地址：**主设备发送一个 7 位的从设备地址，其中最后一位为读/写命令（0 为写，1 为读）。
- **应答信号：**从设备收到地址后，如果地址匹配，则发送一个低电平信号。
- **数据传输：**主设备发送数据或接收数据，每个字节包含 8 位数据和 1 位校验位。
- **停止信号：**主设备发送一个高电平信号，然后发送一个低电平信号。

### 2.3 SPI通讯

#### 2.3.1 SPI通讯原理

SPI（Serial Peripheral Interface）通讯是一种高速、全双工的串行通讯方式。它使用四条信号线：串行时钟线（SCLK）、主设备输出数据线（MOSI）、从设备输出数据线（MISO）和