单片机UART中断与串行通信详解

"《单片微机原理及应用》教学课件" 在单片机系统中，全双工串行接口UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种重要的通信方式，它允许数据同时进行发送和接收，提高了通信效率。与之相对的是半双工串行通信，它在同一时刻只能进行发送或接收，不能同时进行。串行通信分为异步和同步两种类型，异步串行通信以字符为单位传输，每个字符前通常会有起始位和停止位，而同步串行通信则是以数据块为单位，常用于高速传输。 UART接口在51单片机中扮演着关键角色，它支持4种不同的工作模式，这些模式决定了波特率的设定和数据的传输方式。波特率是衡量串行通信速度的指标，表示单位时间内传输的位数，例如9600bps表示每秒传输9600位。 在单片机系统中，I/O接口是连接单片机与外部设备的关键组件。它们的主要作用是解决计算机内部和外部设备之间数据格式、速度、功率、电平以及所需接口数量不匹配的问题，起到桥梁和转换的作用。I/O接口通常由可寻址的寄存器或端口组成，其地址由选定的地址线条数决定，寻址范围是2的地址线条数次方。对于51单片机，寻址范围可达64K字节。 中断是单片机处理外部事件的重要机制。当外部设备请求服务时，单片机会暂停当前执行的任务，转而执行中断服务程序，处理完后再返回原来的任务，这种方式提高了实时性。中断响应条件包括中断请求、中断允许和无中断屏蔽等。中断处理的原则通常包括保护现场、执行中断服务程序和恢复现场。 定时器/计数器是单片机中的重要组成部分，它可以设置在不同的工作方式下，如工作方式1和2，以满足不同的计数或定时需求。在串行通信中，定时器常用来生成波特率，确保数据的正确发送和接收。 在51单片机中，I/O口的编址和译码是实现单片机与外设通信的基础。编址是在设计阶段确定每个接口的地址，而译码和寻址则是在应用过程中，通过地址线和控制线来选择并激活相应的接口。编址有独立编址和统一编址两种方式，独立编址将I/O和存储器分开，而统一编址则将两者合并在一起。 全双工串行接口UART在单片机通信中的应用，结合中断、定时器/计数器的工作，以及I/O接口的编址和译码，共同构成了单片机系统中高效、灵活的数据交换机制。理解并熟练掌握这些概念和机制，对于开发和调试单片机应用系统至关重要。