51單片機 --串口通信
通信方式
一般情況下，設備之間的通信方式可以分成並行通信和串行通信兩種。它們的區別是：
串行通信方式
串行通信的分類
按照數據傳送方向分類：
單工：數據傳輸只支持數據在一個方向上傳輸；
半雙工：允許數據在兩個方向上傳輸。但是，在某一時刻，只允許數據在一個方向上傳輸，它實際上是一種切換方向的單工通信；它不需要獨立的接收端和發送端，兩者可以合並一起使用一個端口。
全雙工：允許數據同時在兩個方向上傳輸。因此，全雙工通信是兩個單工通信方式的結合，需要獨立的接收端和發送端。
按照通信方式分類：
同步通信：帶時鍾同步信號傳輸。比如：SPI，IIC通信接口。
異步通信：不帶時鍾同步信號。比如：UART(通用異步收發器)，單總線。
在同步通訊中，收發設備上方會使用一根信號線傳輸信號，在時鍾信號的驅動下雙方進行協調，同步數據。例如，通訊中通常雙方會統一規定在時鍾信號的上升沿或者下降沿對數據線進行采樣。
在異步通訊中不使用時鍾信號進行數據同步，它們直接在數據信號中穿插一些用於同步的信號位，或者將主題數據進行打包，以數據幀的格式傳輸數據。通訊中還需要雙方規約好數據的傳輸速率（也就是波特率）等，以便更好地同步。常用的波特率有4800bps、9600bps、115200bps等。
在同步通訊中，數據信號所傳輸的內容絕大部分是有效數據，而異步通訊中會則會包含數據幀的各種標識符，所以同步通訊效率高，但是同步通訊雙方的時鍾允許誤差小，稍稍時鍾出錯就可能導致數據錯亂，異步通訊雙方的時鍾允許誤差較大。
常見的串行通信接口
串口通信（Serial Communications）
串口通信（Serial Communications）的概念非常簡單，串口按位（bit）發送和接收字節。盡管比按字節（byte）的並行通信慢，但是串口可以在使用一根線發送數據的同時用另一根線接收數據。它很簡單並且能夠實現遠距離通信。比如IEEE488定義並行通行狀態時，規定設備線總長不得超過20米，並且任意兩個設備間的長度不得超過2米；而對於串口而言，長度可達1200米。典型地，串口用於ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成，分別是地線、發送、接收。由於串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發送數據同時在另一根線上接收數據。其他線用於握手，但不是必須的。串口通信最重要的參數是波特率、數據位、停止位和奇偶校驗。對於兩個進行通信的端口，這些參數必須匹配。
波特率
這是一個衡量符號傳輸速率的參數。指的是信號被調制以后在單位時間內的變化，即單位時間內載波參數變化的次數，如每秒鍾傳送240個字符，而每個字符格式包含10位（1個起始位，1個停止位，8個數據位），這時的波特率為240Bd，比特率為10位*240個/秒=2400bps。一般調制速率大於波特率，比如曼徹斯特編碼）。通常電話線的波特率為14400，28800和36600。波特率可以遠遠大於這些值，但是波特率和距離成反比。高波特率常常用於放置的很近的儀器間的通信，典型的例子就是GPIB設備的通信。 [1]
數據位
這是衡量通信中實際數據位的參數。當計算機發送一個信息包，實際的數據往往不會是8位的，標准的值是6、7和8位。如何設置取決於你想傳送的信息。比如，標准的ASCII碼是0～127（7位）。擴展的ASCII碼是0～255（8位）。如果數據使用簡單的文本（標准 ASCII碼），那么每個數據包使用7位數據。每個包是指一個字節，包括開始/停止位，數據位和奇偶校驗位。由於實際數據位取決於通信協議的選取，術語“包”指任何通信的情況。
停止位
用於表示單個包的最后一位。典型的值為1，1.5和2位。由於數據是在傳輸線上定時的，並且每一個設備有其自己的時鍾，很可能在通信中兩台設備間出現了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束，並且提供計算機校正時鍾同步的機會。適用於停止位的位數越多，不同時鍾同步的容忍程度越大，但是數據傳輸率同時也越慢。
奇偶校驗位
在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。當然沒有校驗位也是可以的。對於偶和奇校驗的情況，串口會設置校驗位（數據位后面的一位），用一個值確保傳輸的數據有偶個或者奇個邏輯高位。例如，如果數據是011，那么對於偶校驗，校驗位為0，保證邏輯高的位數是偶數個。如果是奇校驗，校驗位為1，這樣就有3個邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數據，簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設備能夠知道一個位的狀態，有機會判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數據是否不同步。
軟件部分
中斷方式
#include <reg52.h>
#define FOSC 12000000UL
#define BAUD 2400UL
void UsartConfiguration(void) //串口初始化
{
TMOD&=0x0F; //定時器1模式控制在高4位
TMOD|=0x20; //定時器1工作在模式2，自動重裝模式
SCON=0x50; //串口工作在模式1
TH1=256-FOSC/(BAUD*12*16); //計算定時器重裝值
TL1=256-FOSC/(BAUD*12*16);
PCON|=0x80; //串口波特率加倍
ES=1; //串行中斷允許
TR1=1; //啟動定時器1
REN=1; //允許接收
EA=1; //允許中斷
}
void InterruptUART() interrupt 4//中斷源是4
{
//unsigned char receive_data;
if(RI)
{
RI = 0;
SBUF = SBUF;
//receive_data = SBUF;//接收到的數據
//if(receive_data == '1')
//{
// LED1 = 0;
// DELAY_nMS(500);
// LED1=1;
//}
// if(receive_data == ' ') //接受一個字符
// {
// //執行代碼，你想要的控制的東西，例如led,蜂鳴器，等傳感器
// }
}
//EA=1;
if(TI)
{
TI=0;
}
}
void main()
{
UsartConfiguration();
while(1)
{
;
}
}
注：現在只是一個簡單的記錄（之后更新）
參考資料
1.串口通信基本原理（超基礎、詳細版） https://blog.csdn.net/qq_38410730/article/details/79887200
2. 百度百科串口通信https://baike.baidu.com/item/串口通信/3775296?fr=aladdin