UART串口

通用異步收發器，2個串口(1個串口被用于ISP下載程序，1個串口被用于和主機之間的通信)

全雙工（兩根線TX、RX）、串行、異步

通信方式：

• 單工：
  • 發送方和接收方是固定的，數據只能從發送方? 發給? 接收方
  • 數據傳輸通過一根信號線實現
  • 數據傳輸方向固定
  • 
• 半雙工：（I2C）
  • 發送方和接收方不是固定的，通信雙方都可發可收
  • 數據傳輸通過一根信號線，數據的傳輸方向是雙向的
  • 但同一時刻數據傳輸方向是單一的（A給B發的時候，B只能接收）
  • 
• 全雙工：（UART）
  • 通信雙方既可作為發送方，也可作為接收方
  • 數據傳輸通過兩根信號線
  • 數據傳輸方向在任意時刻都是雙向的
  • 

數據傳輸的順序：

Uart在傳輸數據時，遵循LSB優先原則(低位先行)，先發低位數據

數據傳輸的形式：

• 串行：通過一根信號線傳輸數據，按照先后次序逐個bit逐個bit去發送數據
• 并行：通過多根信號線同時去傳輸數據

串行傳輸和并行傳輸的區別：

• 串行：
  • 傳輸速率慢(只能通過一根線逐個bit去傳輸)
  • 硬件成本低，實現簡單
  • 傳輸距離遠，抗干擾性好（RS485差分）
• 并行：
  • 傳輸速率快，可以通過多跟線同時傳輸多個Bit
  • 硬件成本高，實現復雜
  • 傳輸距離近，抗干擾性差（理論上30米內，）

串口通信時序：

• 串口通信時，空閑狀態為高電平
• 當由高電平變為低電平(發送一個低電平信號)，代表發送了一個起始位，準備開始通信
• 發送數據(通常是8bit，遵循先發數據低位LSB原則)
• 再發送一個Bit的校驗位，（奇偶校驗）

• 校驗

  • 奇偶校驗（串口）：

    • 奇 校驗：校驗位 為1，若數據位中，“1” 的個數加上校驗位 “1” 的個數，保持奇數個，代表校驗通過（奇校驗，奇數個1）。
    • 偶 校驗：校驗位為0，若數據位中“1”的個數 + 校驗位“0”的個數，保持1的個數位偶數個，代表校驗通過。（偶校驗，偶數個1）
    • 缺點：無法檢測 偶數個bit出錯的問題
  • 累加和 校驗
  • CRC校驗（Modbus協議）

串口通信參數：

波特率：

bps(bit per second)，每秒鐘傳輸bit的數量，常見的波特率:2400, 4800 , 9600，115200

數據位：

8， 串口傳輸通常8bit 數據位傳輸

停止位：

1，? 1bit停止位

校驗位：

None，N，無校驗
Even，E，偶校驗
Odd，0，奇校驗

同步通信、異步通信

I2C:SCL?時鐘線
SPI：SCLK?時鐘線
UART：無時鐘線?異步

• 同步：
  • 通信的雙方有一根共享的時鐘線來約定通信的頻率(同步發送數據/接收數據)
• 異步：
  • 通信雙方沒有時鐘線進行同步，如Uart:可以通過設置波特率來實現同步(發:2400bps 收:2400bps)

串口寄存器配置：

串口的波特率發生器依賴于定時器1（Timer1）

• SCON/PCON串口控制寄存器：

• PCON寄存器中的bit6?置0代表通過SCON寄存器中SM0和SM1兩位指定串口工作方式：
  • 將SCON寄存器中的bit6和bit7清0
  • 將SCON寄存器中的SM1 bit6置1，SM0 bit7清0，代表串口工作8位UART模式
  • 將SCON寄存器中REN bit4置1，代表允許串口接收數據
  • SCON寄存器中bit1 TI位，代表串口8位數據發送完畢硬件自動置1，但需要軟件清0（用來檢測）
  • SCON寄存器bit0 RI位，代表串口8位數據接收完畢硬件自動置1，但需要軟件清0? （用來檢測）
  • PCON寄存器SMOD?bit7位置1，代表波特率加倍

• 定時器寄存器相關配置：

• TMOD?定時器模式選擇寄存器：
  • 將TMOD寄存器中的高四位清0（定時器1）
  • 將TMOD寄存器中的bit5置1，bit4清0，代表定時器1工作在8位自動重裝載模式
  • 將定時器初值寫入到TL1和TH1
  • 將TCON寄存器中的bit6置1，代表允許定時器1開始計數

• 中斷寄存器相關配置：

• IE中斷控制寄存器：
  • 將IE寄存器中的bit7?EA位置1，代表CPU能夠響應所有中斷
  • 將IE寄存器中的bit4 ES位置1，代表允許串口產生中斷

定義數組時：xdata char buf[32] = {0xAA, 0xBB,0xCC};

存儲在片外RAM中，不加xdata，會存儲在片內RAM中（只有256byte）

主從應答：

主從應答就是通信協議里，主機發起請求，從機必須返回確認（ACK/NACK或數據幀），以保證數據傳輸的可靠性和交互性。

• 主機：擁有對通信絕對控制權，通信都是由主機發起
• 從機：無法直接發起通信，只能根據主機下發的指令完成對應操作

主機 -> 從機：

功能碼 0000 0001

從機 -> 主機：

功能碼：1000 0001? ?也就是81

bit 7最高位：數據流向位

0：主機 -> 從機

1：從機 -> 主機