串行通信工作方式解析：单工、半双工与全双工

"串行通信的传输方向包括单工、半双工和全双工三种模式，51单片机的串口通讯是其中的一种应用。串行通信相对于并行通信，具有传输线少、可利用电话网的优点，但控制复杂。串行通信又分为异步通信和同步通信，异步通信字符间是异步的，而同步通信则要求发送方和接收方的时钟同步。在同步通信中，有面向字符的同步格式，通常包括同步字符、序始字符、文始字符、数据块、组终字符和文终字符等组成部分。" 串行通信是一种常见的数据传输方式，特别是在嵌入式系统和微控制器（如51单片机）中广泛使用。传输方向的三种类型定义了数据流的不同方向： 1. **单工（Simplex）**：数据只能沿一个固定方向传输，即从发送端到接收端，无法反向传输。 2. **半双工（Half-Duplex）**：数据可以在两个方向上传输，但不能同时进行，即同一时间只能是发送或接收，不能同时发送和接收。 3. **全双工（Full-Duplex）**：数据可以同时在两个方向上传输，允许双向通信，发送和接收可以同时进行。 51单片机的串行接口，通常称为UART（通用异步收发传输器），支持这些不同的传输模式，并能根据应用需求进行配置。UART通过串行通信协议处理数据传输，数据字节一位一位地在单条传输线上逐个传送。 串行通信有两种主要形式： - **异步通信（Asynchronous Communication）**：在这种模式下，收发设备使用各自的时钟，字符间的时间间隔是不固定的，但字符内部的每一位是同步的。异步通信的数据格式通常包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。 - **同步通信（Synchronous Communication）**：同步通信要求发送方和接收方的时钟完全同步，确保位同步和字符同步。这使得数据传输效率更高，但实现起来更复杂。同步通信可以是外同步（使用外部同步信号）或自同步（通过数据本身来同步接收器）。 在同步通信中，尤其是面向字符的同步格式，通常会包含特定的同步字符用于标识数据帧的开始和结束，例如SYN（同步字符）、SOH（序始字符）、STX（文始字符）、ETB（组终字符）或ETX（文终字符）等。这样的格式有助于正确解析和校验传输的数据，提高通信的可靠性。 串行通信因其传输线较少、成本较低和适应远程通信的优势，在多机系统、计算机网络以及通过电话网进行的数据传输中得到广泛应用。然而，相比并行通信，串行通信的传输速度较慢，需要更复杂的控制逻辑来确保数据的正确传输。