单片机串行通信详解：异步、同步与UART

"单片机串口通信讲解 PPT 还不错，讲的挺明白的" 在单片机系统中，串口通信是一种重要的数据传输方式，尤其在远程通信和嵌入式系统中广泛应用。串口通信可以分为异步和同步两种工作方式。 1. 异步方式：异步串行通信采用起始位、数据位、校验位和停止位的帧格式，以确保数据在没有共享时钟的情况下正确传输。起始位通常为低电平，用于标记帧的开始；数据位是实际要传输的信息，可以是5到8位不等；校验位用于检测数据传输的错误，可以是奇校验、偶校验或无校验；停止位则用于标记帧的结束，通常是1位或2位的高电平。 2. 同步方式：同步串行通信不依赖于每个字符的起始和停止位，而是通过同步字符或时钟信号来保持收发双方的数据同步。这种方式传输效率高，速度较快，但需要精确的时钟同步，如IIC和SPI通信协议就是同步串行通信的例子。 串行通信的数据通路形式有三种： 1. 单工方式：数据只能单向流动，即只能从发送方到接收方或相反，如红外遥控器通信。 2. 半双工方式：同一根线可以双向传输，但不能同时发送和接收，如RS-485通信。 3. 全双工方式：数据可以同时双向传输，如以太网通信，需要两根独立的线来实现。 MCS-51单片机的串行通信接口是一个全双工、异步的串口，由RXD（接收数据）和TXD（发送数据）引脚组成。该单片机是一个位CPU，处理数据时会进行串-并和并-串的转换。 在MCS-51单片机中，这个转换过程由通用异步接收/发送器（UART）来实现。UART是一个硬件电路，负责将并行数据转化为串行数据发送出去，或者将接收到的串行数据转化为并行数据供CPU处理。在接收数据时，UART使用双缓冲结构以防止帧重叠错误，而在发送数据时，通过单缓冲结构，由CPU直接控制数据移位至TXD端发送。 串口通信的设置包括波特率、数据位、校验位和停止位的配置，这些参数需要在通信双方一致才能保证数据的正确传输。在实际应用中，还需要考虑串口的握手协议（如RTS/CTS、DTR/DSR）和错误检测机制，以提高通信的可靠性。