嵌入式学习之51单片机——串口(UART)

一、Uart 串口通信:

  1. UART:通用异步收发器

  2. 通信方式:

  • 单工:两个主机之间通过一根数据线进行传输,发送方和接收方是固定的,数据在传输过程中方向保持单向性
  • 半双工:两个主机之间通过一根数据线进行传输,通信的主机双方既可以作为发送方也可以作为接收方,数据的传输方向可以是双向的(同一时刻数据的传输方向单向的)
  • 全双工:两个主机之间通过耳根数据线进行传输,通信的主机双方既可以作为发送方也可以作为接收方,数据的传输方向可以是双向的

单工:

半双工:

全双工:

  1. 主机和从机的区别:
  • 主机:主机拥有通信的绝对控制权,主机想何时通信就何时发起通信,给从机下发指令
  • 从机:从机无法直接发起通信,完成主机下发的指令,并将结果上报给主机
  1. Uart数据传输的顺序:

串口通信中,遵循LSB(低位)优先传输的原则

  1. 串行和并行:
  • 串行:传输数据时通过一根线实现,需要按照1个bit1个bit的次序先后传输(资源消耗小->1根线 传输速度慢)
  • 并行:多个bit在多根数据线上同时进行传输(传输速度快 资源消耗大->需要占用多根数据线)
  1. 串口通信时序

起始位 +数据位(8bit ) + 校验位(奇偶校验) + 停止位

  1. 空闲时数据线为高电平;

  2. 发送发发送一个低电平表示起始位;

  3. 发送的第一个比特是最低为(最右边);

  4. 校验位分为奇校验,偶校验和无校验。奇校验是指确保数据位加上校验位中"1",1的总数为奇数;偶校验是指确保数据位加上校验位中"1",1的总数为偶数;

  5. 为保证下一个字节发送前的起始位能够表现出来,校验位之后发送一个停止位1。

  6. 波特率:每秒传输bit数量

  7. 同步和异步:

  • 串口通信通过波特率实现同步
  • I2C 通过时钟线实现同步

I2C

  1. TTL、RS232、RS485 电器属性
  • TTL: TTL电平 -> 高电平:5V 3.3V 低电平:0V
  • RS232: 负逻辑 高电平:-3 - -15V 低电平: 3 - 15V
  • RS485:差分信号 高电平 7 - 12V 低电平 -7 - -12V

二、Uart相关寄存器配置(串口初始化):

1.SCON 串口控制寄存器:

(1)先将SCON寄存器中的Bit6和Bit7清零

(2)将SCON寄存器中的Bit6置1,代表串口工作在方式1(8位UART,波特率可变)-> Timer1 (8位自动重装模式)

(3)将SCON寄存器中的Bit4置1,允许串口接收数据

(4)检测SCON寄存器中的bit1为1还是0

  • 1:数据发送完毕,可以向SBUF赋值;
  • 0:数据未发送完毕

2. PCON 电源控制寄存器:

(1)将PCON寄存器中的Bit6清0,代表可以通过SCON寄存器中的Bit7和Bit6指定串口工作方式

(2)将PCON寄存器中的Bit7置1,波特率加倍

3.TMOD、TCON 定时器模式选择、定时器控制寄存器

(1)将TMOD寄存器中的高4位清0

(2)将TMOD寄存器中的bit5置1,代表定时器工作在8位自动重装模式

(3)为定时器赋初值(TL0 TH0)

(4)将TCON寄存器中的bit6置1,允许定时器开始计数

三、数据收发