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:
- 好处:传输快 适合短距离通信
- 弊端:占用大量io
- 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:
- 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
- 方式1:起始位 数据8位 停止位 一共10位
- 方式2:起始位 数据8位 可编程位 停止位 一个11位
- 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!
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)
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
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.
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
74LS164
https://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 1110
while(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
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1
PCON = 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)