51单片机快速入门之 串行通信 2024/10/21

51单片机快速入门之 串行通信 

并行通信:

1. 好处:传输快 适合短距离通信
2. 弊端:占用大量io 
3. 接线形式为8对8

串行通信 

异步通信:

                                数据一帧一帧传送,传输完一帧之后,可继续或者等待(等待时为高电平)

其帧细分为(图片来源)

起始位:数据帧开始,一定为 0  外部设备只有接受到 0 之后才会开始接收数据

数据位:低位到高位传输 可是5-8位

奇偶校验: 验证数据有无错误,

说白了就是通过计算数据中一共有几个 1 然后判断其为 奇数 还是 偶数 

举例: 传输 1111 0000  这里有4个1 为偶数 我们用奇数校验 就 应设置为 1

如果传输错误 比方说 1101 0000 1 由于校验位为1 此时构成偶数 奇数验证失败,数据传输异常

帧 0 1111 0000 1 1

奇偶校验只能检测到单比特错误，而且只能确定数据中有错误，但不能定位具体是哪一位出错。

如果数据发生多位错误，奇偶校验可能无法检测到。

因此，奇偶校验的可靠性相对较低，通常用于内存等对可靠性要求不高的场合。

 停止位:简单的说就是 必须为高电平,其他不考虑 哪怕 是 占用 2位 也可以 例如 0 1111 0000 1 11

只要停止位后或停止位 等于0 即为下一帧起始位! 

有四种传输方式:

1. 方式0: 只有     数据8位 无起始位 无停止位 通常用于 并行IO 的拓展    一共8位
2. 方式1:起始位  数据8位 停止位  一共10位     
3. 方式2:起始位  数据8位 可编程位 停止位  一个11位     
4. 方式3:起始位  数据8位 可编程位 停止位  一个11位 (不同点: 波特率设置不同)                 

缺点:数据传输速度较慢 

 同步通信:

同步信号 数据 数据 数据 .....

同步信号取代了起始位,后方可以跟很多数据 且取消了停止位

优点:高速设备数据传输时常用

缺点:需要复杂的电路支持,单片机一般不用这种!

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串行通信的数据传输方向

第一种:单工方式

一个方向传输    只能过去 回不来

T(发送) >>>> R(接收)

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第二种:半双工方式

可以过去 也可以回来   但是得吃完了饭才能回来   不可同时

T(发送)>>>>R(接收)  没吃完不准走

R(接收)<<<<T(发送)  吃完饭你走吧

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第三种:全双工方式

T====T                      可同时

R====R

打包边走边吃,饭也吃了,家也回了.

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测试这四种传输方式51单片机串行通信(异步通信):

方式0:

只有     数据8位 无起始位 无停止位 通常用于 并行IO 的拓展    一共8位

74LS164https://baike.so.com/doc/5430847-5669134.html

发送代码实现 :

#include <STC89C5xRC.H>
void delay(unsigned int t);//延时函数声明void main()
{SCON=0X10;  //设置串行控制器0 0 0 1 0000  方式0 允许接受SBUF=0xfe;  //发送1111 1110while(1);//防止程序重复运行}void delay(unsigned int t)      //简单延迟函数
{while(t--);}

方式0发送效果:默认1/12 X 波特率

数据从低位到高位 我们发送的 是1111 1110  先发送的是0 然后是1 1 1 1111 所以Q7是输出值的最低位

接收请参考:

74LS165 http://www.doc88.com/p-810688043108.html

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方式1: 波特率与定时器/计数器  SMOD的设置有关

              起始位  数据8位 停止位  一共10位     

代码实现:

#include <STC89C5xRC.H>void delay(unsigned int t); // 延时函数声明
void init();unsigned char str[] = "abcd"; // 定义一个字符数组来存储字符串unsigned char i; 
void main()
{init(); SBUF=0;  //发送起始位while(!TI);TI = 0; // 清除发送中断标志位 for(i = 0; str[i] != '\0'; i++) {SBUF = str[i]; // 逐个字符发送 while(!TI);TI = 0; // 清除发送中断标志位 delay(200); // 添加一点延迟，以便接收端有时间处理 } SBUF=1;  //发送停止位while(!TI);TI = 0; // 清除发送中断标志位 P22 = 0; // 假设 P22 是你想要控制的某个输出引脚 while(1); // 防止程序重复运行 
}void init() 
{SCON = 0x50; // 设置串口工作在模式1，8位UART，允许接收 TMOD |= 0x20; // 设置定时器1为模式2，8位自动重装载 TH1 = 253; // 设置波特率为9600（假设晶振频率为11.0592MHz）TR1 = 1; // 启动定时器1PCON = 0x00; // SMOD = 0，波特率不加倍 EA = 1; // 开启全局中断 ES = 1; // 允许串口中断
}void delay(unsigned int t) // 简单延迟函数 
{ while(t--); 
} 

方式一效果展示:

单片机必须是11.0592mhz 程序也得是,不然会出错

方式2:与SMOD 有关=0时 1/64 x 波特率  =1时 1/32 x 波特率

        起始位  数据8位 可编程位 停止位  一个11位   

代码实现:

      

#include <reg51.h> // 包含51单片机的寄存器定义头文件 // 初始化串口模式2和定时器1
void init_serial() {SCON = 0x80; // 设置串口模式2，REN = 0（不允许接收），TB8 = 0（第9位数据为0） PCON=0X80;  //设置smod=1 模式2工作在 加倍环境 12mhz 的 32分之一 也就是 375kbit/s
} void delay(unsigned char t){while(t--);}unsigned char dat[]= "modd"; // 要发送的字符串 unsigned char i;
// 主函数 
void main() {init_serial(); for (i = 0; dat[i] != '\0'; i++) {SBUF = dat[i]; // 将字符发送到串口缓冲区while (!TI); // 等待发送完成TI = 0; // 清除发送中断标志delay(1000);} while (1) {} // 主循环，保持程序运行
}

 程序效果:

方式3:起始位  数据8位 可编程位 停止位  一个11位 (不同点: 波特率设置不同)  

1和3 波特率求法  2^smod/32 x T1溢出率(溢出脉冲频率)