单片机串行通信详解：异步传输与工作方式

"单片机的串行接口及串行通信" 在单片机系统中，串行通信是一种高效且节省资源的数据传输方式，尤其适用于低速和短距离通信。本章主要介绍了串行通信的基础知识，包括单片机串行接口的结构、工作原理、控制寄存器、工作方式以及应用编程。 6.1串行通信基础 串行通信通过单根或多根线路按位顺序传输数据，与并行通信相比，虽然速度较慢，但需要的物理线路少，成本较低。异步串行通信是常见的通信方式，它允许发送和接收设备使用各自的时钟，以字符帧的形式传输数据，包含起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。字符帧的位时间定义了发送一个位数据所需的时间。 6.1.1异步串行通信的字符格式 一个完整的字符帧由以下几个部分组成： 1. 起始位：标志着数据传输的开始。 2. 数据位：实际传输的信息位，可以是5至8位。 3. 奇偶校验位：可选，用于检查数据传输的正确性，可以是奇校验或偶校验。 4. 停止位：表示字符传输结束，通常为1、1.5或2位时钟周期。 6.1.2异步串行通信的信号形式 串行通信有三种信号形式： 1. 单工：数据只能单向传输，分为固定的发送端和接收端。 2. 半双工：数据可以双向传输，但同一时刻只能进行发送或接收。 3. 全双工：数据可以同时双向传输，允许双方同时发送和接收。 6.2串行口的结构与工作原理 单片机的串行接口通常包括发送（TXD）和接收（RXD）线路，以及用于控制和配置的串行口控制寄存器。在发送数据时，CPU通过MOV指令将数据写入SBUF（串行数据缓冲区），而最高位（D8或TB8）由硬件自动添加到发送移位寄存器的第9位，启动串行发送。发送完成后，中断标志位TI被置位。 6.3串行口的控制寄存器 串行口的控制寄存器如SCON（串行控制寄存器）用于设置串行口的工作方式、波特率、奇偶校验等参数。 6.4单片机串行通信工作方式 单片机串行通信有四种工作方式（方式0-3），其中方式2和方式3在发送数据时会使用TB8位作为数据的第9位。不同的工作方式决定了波特率的计算方法和数据传输的特性。 6.5单片机串行通信接口技术 为了适应不同距离和抗干扰需求，串行通信可以采用不同的电平标准，如TTL、RS-232、RS-422A和RS-485。TTL电平适用于近距离通信，而RS-232、RS-422A和RS-485则适用于长距离传输，具有更好的抗干扰能力。 通过理解这些基础知识，开发者可以有效地利用单片机的串行接口进行通信设计，编写相应的程序来实现设备间的串行数据交换。