单片机外部通讯程序设计秘籍：案例与技巧，助你解决疑难杂症

# 1. 单片机外部通讯基础

单片机作为一种微控制器，其功能有限，需要与外部设备进行通信以扩展其能力。单片机外部通信是指单片机与外部设备之间的数据交换，包括串行通信、并行通信、总线通信和无线通信。

单片机外部通信的目的是实现信息交换，控制外部设备，实现各种应用功能。例如，通过串行通信，单片机可以与计算机或其他设备进行数据传输；通过并行通信，单片机可以控制显示器或打印机；通过总线通信，单片机可以与其他单片机或外设进行数据交换；通过无线通信，单片机可以实现远程控制或数据采集。

# 2. 串行通讯技术

### 2.1 串口通信原理

#### 2.1.1 串口通信的硬件组成

串口通信的硬件组成主要包括以下部分：

- **串口控制器 (UART)：**负责数据的串行和并行转换，以及波特率的生成。
- **发送器和接收器：**负责数据的发送和接收。
- **数据缓冲器：**用于存储发送和接收的数据。
- **中断控制器：**负责处理串口中断。

#### 2.1.2 串口通信的协议和波特率

串口通信协议定义了数据传输的格式和规则，包括：

- **数据位：**每个字符的位数，通常为 5、6、7 或 8 位。
- **停止位：**字符结束时发送的位数，通常为 1 或 2 位。
- **奇偶校验位：**用于检测传输错误，可以是奇校验或偶校验。

波特率是指数据传输的速度，单位为比特/秒 (bps)。常见的波特率包括 9600、19200、38400 和 115200 bps。

### 2.2 单片机串口编程

#### 2.2.1 串口初始化和配置

串口初始化和配置通常涉及以下步骤：

1. **选择串口：**确定要使用的串口，例如 UART0 或 UART1。
2. **设置波特率：**使用 `UART_SetBaudRate()` 函数设置所需的波特率。
3. **设置数据格式：**使用 `UART_SetDataFormat()` 函数设置数据位、停止位和奇偶校验位。
4. **启用串口：**使用 `UART_Enable()` 函数启用串口。

#### 2.2.2 串口数据收发

串口数据收发可以通过以下函数实现：

- **发送数据：**使用 `UART_SendData()` 函数发送数据。
- **接收数据：**使用 `UART_ReceiveData()` 函数接收数据。

#### 2.2.3 串口中断处理

串口中断处理可以提高数据收发的效率，当串口有数据时触发中断。中断处理函数通常包括以下步骤：

1. **读取中断状态：**读取中断状态寄存器以确定中断源。
2. **清除中断标志：**清除中断标志位以复位中断。
3. **处理数据：**根据中断源处理数据，例如接收数据或发送数据。

**代码示例：**

// 串口初始化
UART_Init(UART0, 9600, UART_DATA_8BIT, UART_STOP_1BIT, UART_PARITY_NONE);

// 发送数据
UART_SendData(UART0, "Hello World");

// 接收数据
uint8_t data = UART_ReceiveData(UART0);

**代码逻辑分析：**

- `UART_Init()` 函数初始化 UART0，设置波特率为 9600 bps，数据位为 8 位，停止位为 1 位，无奇偶校验。
- `UART_SendData()` 函数将 "Hello World" 字符串发送到 UART0。
- `UART_ReceiveData()` 函数从 UART0 接收一个字节的数据并将其存储在 `data` 变量中。

# 3. 并行通讯技术

### 3.1 并口通信原理

#### 3.1.1 并口通信的硬件组成

并口通信是一种利用多条数据线同时传输数据的通信方式。其硬件组成主要包括：

- **并口控制器：**负责并口通信的控制和管理，包括数据传输、中断处理等功能。
- **数据线：**用于传输数据，通常为 8 条或 16 条，每条数据线传输一位数据。
- **控制线：**用于控制并口通信，包括时钟线、片选线、使能线等。
- **接口电路：**用于连接并口控制器和外部设备，包括缓冲器、驱动器等。

#### 3.1.2 并口通信的协议和数据传输

并口通信通常采用同步传输协议，即数据传输与时钟信号同步进行。数据传输过程如下：

1. **发送方：**并口控制器将数据写到数据线上，同时输出时钟信号。
2. **接收方：**并口控制器检测时钟信号，在时钟上升沿或下降沿将数据线上的数据读入。
3. **传输速率：**并口通信的传输速率取决于时钟频率和数据线数量。

### 3.2 单片机并口编程

#### 3.2.