最近学习了嵌入式底层通信这块内容，从51单片机的UART串口，学到DS18B20单总线温度传感器。
一、UART串口通信
UART全称串行异步收发器，是单片机最基础的通信方式，用来实现单片机之间、单片机和电脑之间的数据交互。
- 接线要点
串口最少需要3根线：
RXD：接收数据线
TXD：发送数据线
GND：共地线
重点：TX交叉接对方RXD，并且双方GND必须连在一起。电压信号依靠电位差传输，基准地不一致，收到的数据大概率全是乱码。
单片机和电脑通信一般需要CH340芯片，把单片机串口信号转换成USB信号。
- 核心基础概念
波特率：串口传输速率，单位bps，代表一秒传输多少比特。常用：2400、4800、9600、115200。
串行：数据按位依次传输，先发低位LSB，后发高位MSB。
异步：通信双方不需要共用同一个时钟，只需要提前约定波特率；即便波特率参数一致，硬件时钟也会存在微小偏差，传输速度越快越容易出错。
全双工：TX、RX两条线相互独立，收发可以同时进行。
- 一帧数据组成
发送1字节数据完整帧：1位起始位 + 8位数据位 + 可选奇偶校验位 + 1位停止位
- 51单片机串口配置流程
发送流程
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设置串口工作模式（常用模式1，8位数据，无校验）
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PCON寄存器配置SMOD，选择波特率是否加倍
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根据公式计算定时器初值TH1
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配置定时器1：8位自动重装模式，写入初值，打开定时器
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向SBUF写入待发送字节，硬件自动开始发送
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发送完成硬件自动置TI标志，TI必须软件手动清零，才能继续下一次发送
接收流程
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设置串口工作模式为模式1
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开启串口接收允许位REN
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PCON配置SMOD
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计算波特率，配置定时器1
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打开定时器1
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编写串口中断服务函数
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开启总中断EA、串口中断ES
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等待接收中断触发；接收完成硬件置RI，RI必须软件清零
二、DS18B20单总线温度传感器
DS18B20是单总线温度传感器，只需要一根DQ数据线，外加电源和地就能通信，测温范围：-55℃ ~ +125℃。
- 引脚
GND：电源地
DQ：单总线通信引脚
VCC：供电引脚，供电范围3.0V~5.5V
12bit分辨率下，一次温度转换最长耗时750ms。
- 复位时序（通信第一步）
单总线时序要求非常严格，所有通信都要先复位：
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总线空闲默认高电平
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主机拉低DQ至少480us，发起复位
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释放总线，等待DS18B20回应60~240us低电平脉冲；有应答代表传感器正常。
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读写位时序
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主机写0：拉低总线保持60~120us
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主机写1：拉低总线至少1us，15us内释放总线回到高电平，供传感器采样
每发送1bit，位与位之间间隔要大于1us
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主机读数据：主机先拉低总线至少1us，随后释放总线；DS18B20会把数据放到总线上，主机要在15us之内完成电平采样。
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常用指令
0xCC：跳过ROM指令，多个传感器挂载总线时不能使用，单传感器场景直接用
0x44：启动温度转换，转换完成温度数据存入暂存器
0xBE：读取暂存器9字节数据，我们只需要前两个字节
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完整读取温度流程
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发送复位信号
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发送0xCC跳过ROM
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发送0x44启动温度转换
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等待约800ms，等待转换完成
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再次发送复位信号
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发送0xCC
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发送0xBE读取暂存器
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读取2字节：第1字节LSB，第2字节MSB
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温度计算公式：温度 = 合并数值 × 0.0625
UART和单总线是嵌入式里很经典的两种通信。UART异步串口靠两根线+地线通信，开发简单稳定；DS18B20单总线节省引脚，但对时序要求苛刻，写代码稍微延时不对就通信失败。学这部分的时候，要多参考手册内容，许多是已经规定好的所以不必深究。