单片机串行通信解析：异步与同步通信机制

"该资源是关于单片微机原理及应用的课件，重点讲解了第10章的串行通信及其接口。内容涵盖了串行通信的基本概念、同步通信与异步通信的区别以及异步串行通信在单片机中的应用。" 在计算机通信中，串行通信是一种重要的数据传输方式，特别是在单片机系统中，它能够有效地实现远距离的数据交换。串行通信是指数据的每一位按照顺序依次传输，这种方式相对于并行通信（数据各位同时传输）来说，虽然传输速度较慢，但节省了线路，适用于长距离通信。并行通信则因为传输速度快、效率高，更适合于近距离、高速的数据传输，如内存和CPU之间的数据交换。 串行通信有两种主要形式：同步通信和异步通信。同步通信要求发送和接收方在数据传输时保持严格的时钟同步，数据块之间用特定的同步字符填充，以确保数据流的连续性。这种方式在实际应用中相对较少，因为它对系统时钟的精确度要求较高。 异步通信是串行通信中更为常见的方式，它不要求严格的时钟同步，而是通过在数据帧中包含起始位、数据位、奇偶校验位和停止位来确保数据的正确接收。起始位通常为低电平，标志着数据传输的开始；数据位是从低位到高位的逐位传输，可以是5到8位；奇偶校验位用于错误检测，可以设置为奇校验、偶校验或无校验；停止位为高电平，表明一帧数据的结束。例如，ASCII码的字符帧就由10位组成，包括7位数据、1位起始位、1位校验位和1位停止位。 在单片机的串行通信中，由于发送端和接收端可能使用不同的时钟，所以采用异步串行通信模式更为灵活。为了确保有效通信，收发双方需要预先约定两个关键参数：字符帧的格式，包括起始位、数据位数量、奇偶校验位和停止位的设置；以及传输速率，即波特率，它定义了每秒传输的位数。通过这些约定，单片机可以实现与其他设备的有效数据交换，如传感器、显示器或其他单片机系统。此外，单片机常常利用串行接口如UART（通用异步收发传输器）来实现串行通信功能，简化硬件设计并降低成本。