一、UART串口通信
1. 什么是UART
UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）即串行异步收发器。
主要用于：
-
单片机与单片机之间通信
-
单片机与PC机通信
-
单片机与其他主控设备通信
资料中将UART作为单片机部分的第一个内容。
2. UART引脚
UART通信至少需要连接3根线：
| 引脚 | 功能 |
|---|---|
| RXD | 接收数据 |
| TXD | 发送数据 |
| GND | 地线 |
其中通信双方一定要共地。
因为串口传输的是电压信号，而电压是相对于参考电压的差值，所以通信双方的GND必须保持一致。
3. 接线方式
单片机与单片机
单片机A 单片机B
TXD -------------> RXD
RXD <------------- TXD
GND ------------- GND注意：
TXD接对方RXD，RXD接对方TXD。
单片机与PC
通常通过USB转TTL模块连接：
单片机 USB转TTL PC
TXD -------------> RXD
RXD <------------- TXD
GND ------------- GND二、串口通信的基本概念
1. 波特率
波特率表示串口传输数据的速率，单位为 bps。
也就是：
1秒钟传输多少个比特。
常见波特率：
2400
4800
9600
1152002. 串口的特点
串行
数据按照字节逐位发送：
一个字节
↓
一位一位发送
↓
LSB → MSB异步
通信双方没有共同的时钟线，而是通过设置相同的波特率进行通信。
因此双方的波特率需要保持一致，否则容易出现通信错误。
全双工
UART具有TX和RX两条数据线，因此可以同时进行发送和接收。
三、串口通信时序
串口发送一个字节的数据，基本格式为：
起始位 + 8位数据位 + 停止位
1位起始位
+
8位数据位
+
1位奇偶校验位（省略）
+
1位停止位四、UART串口使用流程
1. 串口发送流程
基本步骤：
设置串口模式
↓
设置波特率
↓
设置定时器1
↓
启动定时器1
↓
发送数据
↓
等待TI
↓
清除TI具体流程是：
-
设置串口工作模式为模式1
-
设置波特率是否加倍
-
根据公式设置波特率
-
设置定时器1
-
发送数据
-
关注TI标志位并手动清除
2. 串口接收流程
串口接收的基本流程：
设置串口模式
↓
打开串口接收
↓
设置波特率
↓
设置定时器1
↓
开启定时器1
↓
编写中断函数
↓
开启中断
↓
等待接收数据五、STC89C52串口编程
在STC89C52中，可以使用：
#include <reg52.h>来访问单片机的寄存器。
一个简单的串口初始化函数可以写成：
void UartInit(void)
{
SCON = 0x50; // 串口模式1，允许接收
TMOD &= 0x0F;
TMOD |= 0x20; // 定时器1，8位自动重装
TH1 = 0xFD; // 9600波特率
TL1 = 0xFD;
TR1 = 1; // 启动定时器1
}发送一个字节：
void UartSendByte(unsigned char dat)
{
SBUF = dat;
while(TI == 0);
TI = 0;
}发送字符串：
void UartSendString(char *str)
{
while(*str)
{
UartSendByte(*str);
str++;
}
}例如：
UartSendString("Hello\r\n");六、DS18B20温度传感器
1. DS18B20是什么
DS18B20是一种单总线温度传感器，可以用于采集温度数据。
-
温度测量范围：-55℃～+125℃
-
供电范围：3.0V～5.5V
-
支持9～12 bit温度分辨率
-
12 bit分辨率下，一次温度转换约需要750ms
2. DS18B20引脚
主要有三个引脚：
| 引脚 | 功能 |
|---|---|
| GND | 接单片机GND |
| DQ | 数据通信 |
| VCC | 电源 |
DQ连接到单片机 P3.7。
七、DS18B20通信时序
DS18B20采用单总线通信。
通信过程中，数据线平时保持高电平。
1. 复位
主机首先将总线拉低：
主机拉低 ≥ 480us
↓
DS18B20复位
↓
DS18B20返回响应脉冲从机在规定时间内返回60～240us的低电平脉冲，表示响应主机复位。
2. 发送0
拉低总线
↓
保持低电平60～120us
↓
表示发送03. 发送1
发送1时：
先拉低
↓
至少1us
↓
快速拉高
↓
DS18B20采样高电平八、DS18B20常用命令
DS18B20通信过程中需要发送一些命令。
1. 0xCC
0xCC功能：
跳过ROM。
2. 0x44
0x44功能：
启动温度转换。
资料中说明，在默认12 bit分辨率下，完成一次转换大约需要750ms。
3. 0xBE
0xBE功能：
读取DS18B20暂存器中的数据。
暂存器共有9个字节，读取温度时主要使用前两个字节。
九、DS18B20读取温度的完整流程
整个过程可以记成：
发送复位
↓
发送 0xCC
↓
发送 0x44
↓
等待温度转换
↓
发送复位
↓
发送 0xCC
↓
发送 0xBE
↓
读取2个字节
↓
得到温度完整流程是：
1. 发送DS18B20复位信号
2. 发送0xCC
3. 发送0x44
4. 等待800ms
5. 再次发送复位信号
6. 发送0xCC
7. 发送0xBE
8. 读取2个字节
9. 第一个字节为LSB
10. 第二个字节为MSB十、温度数据计算
DS18B20读取到两个字节：
LSB
MSB组成一个16位数据。
温度 = 数值 × 0.0625例如：
读取数值 = 400
温度 = 400 × 0.0625
= 25℃十一、本节知识总结
本节主要学习了两个内容：
1. UART串口
重点记忆：
UART
↓
TXD：发送
RXD：接收
GND：共地以及：
波特率
串行
异步
全双工串口发送和接收都需要进行相应的初始化配置。
2. DS18B20
重点记忆：
DS18B20
↓
单总线温度传感器
↓
复位
↓
0xCC
↓
0x44
↓
等待转换
↓
0xCC
↓
0xBE
↓
读取LSB、MSB
↓
计算温度