单片机串行通信详解：异步方式与应用

"该资源主要介绍了单片机的串行接口和串行通信，包括串行通信的基础知识、串行口的结构与工作原理、控制寄存器、工作方式以及应用编程方法。重点讲解了异步串行通信的字符格式、信号形式以及串行通信的几种模式。" 在单片机的串行接口及串行通信中，串行通信是一种经济高效的数据传输方式，它通过单一的传输线按位顺序进行数据传输，虽然速度相对较慢，但成本较低。串行通信有两种主要类型：同步和异步。由于同步通信在单片机系统中应用较少，本章节主要关注异步通信。 异步串行通信的关键特征在于其字符帧格式，包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。起始位标志着字符的开始，数据位是实际传输的信息，奇偶校验位用于检测传输的正确性，而停止位则表示字符的结束。位时间是指发送一个数据位所需的时间，一个完整的字符帧由这些部分组成。 在单片机中，串行口控制器的输入和输出信号通常是TTL电平，适用于短距离通信。然而，为了进行远距离通信，通常需要将TTL电平转换为RS-232电平或者使用RS-422A、RS-485等差分传输标准。 串行通信有三种基本的信号形式： 1. 单工（Simplex）：数据传输仅在一个方向上进行，设备一方固定为发送，另一方固定为接收。 2. 半双工（Half-duplex）：数据可以在两个方向上传输，但任何时候只能进行单向传输，即不能同时发送和接收。 3. 全双工（Full-duplex）：允许数据同时在两个方向上传输，发送和接收可以并行进行，提供更高的通信效率。 单片机串行通信的工作方式主要包括四种：方式0、方式1、方式2和方式3。其中，方式2和方式3涉及到输入时数据移位寄存器的操作，如在接收时，数据从右向左移入，当起始位移到最左边，如果RI=0且SM2=0（或接收到的第9位为1），数据会被装入接收缓冲器SBUF和RB8，同时设置RI为1，请求中断。若条件不满足，数据可能丢失，且不会置位RI，继续等待新的接收。 了解这些基础知识后，开发者可以进一步学习如何配置串行口的控制寄存器，如SCON，以适应不同工作方式和通信需求。此外，还需要掌握编程技巧，以便实现有效的串行通信应用，例如设置波特率、校验位和数据格式，以及处理中断请求等。 单片机的串行接口及串行通信是实现单片机与其他设备或系统间数据交换的关键技术，涵盖了多种通信模式、字符格式和信号形式，以及多种工作方式。理解和熟练运用这些知识是进行单片机开发不可或缺的部分。