单片机串行接口详解:异步通信与电气特性
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更新于2024-07-12
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本章节主要探讨了单片机的串行接口及串行通信的相关知识。首先,章节概述了电气特性,如RS-232C标准定义的逻辑电平,以及其最大电缆长度和传输效率。RS-232C的逻辑“1”和“0”分别对应于-3V到-15V和+3V到+15V的电压范围,而通信距离限制在30米内,最高传输速率可达20kbps。
章节的核心内容集中在单片机串行通信的实践应用上。串行通信是一种按位顺序进行数据传输的方式,通过一条传输线就能实现低成本的通信,尽管速度相对较慢。异步串行通信是常见的通信方式,它利用各自的时钟控制数据发送和接收,每个字符帧包含起始位、数据位、奇偶校验位和停止位,这些组成部分确保了数据的正确性和帧边界。
单片机的串行口设计通常支持TTL电平,但这种传输形式对距离和抗干扰能力有限。为了克服这些问题,章节介绍了如何通过电平转换芯片MAX232实现TTL电平与RS-232电平的转换,这种转换只需要简单的外部电路和5V电源,使得远距离通信成为可能。此外,异步通信还有单工、半双工和全双工三种工作模式,分别对应不同的数据传输方向和并发性。
在实际编程中,学习者需要掌握如何设置串行通信控制寄存器以配置工作模式、波特率和其它通信参数,以及如何编写代码来发送和接收数据。这包括理解位时间、帧的概念,以及如何构建异步通信协议,比如在字符帧结构中的各个位置插入相应的位。
本章节内容涵盖了单片机串行通信的基础理论、硬件接口、工作方式选择、信号形式以及编程技巧,对于理解和应用单片机在各种场景下的串行通信至关重要。通过深入学习,学生可以有效地实现单片机与外部设备之间的高效数据交换,提升系统的通信性能和可靠性。
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