单片机之间的通信

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1、2013年7月30日修订单片机之间的通信，在老师的强烈要求下，我们决定整理我们所学过的东西，在这里所展现的并不一定很全面，只能是简单的入门级别，对于通信，一直以来都是方便，但实现起来困难。硬件要求高，软件相对复杂点。这里，我们通过介绍资料、介绍硬件、介绍接线、软件应用举例、注意事项等来收集和整理了单片机与单片机、pc机与单片机通信的简单应用，仅供单片机实验室设备使用。资料（摘自校内教材）在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。并行数据传输的特点：各数据位同时传输，传输速度快、效率高，多用在实时、快速的场合。并行传输的数据宽度可以是1~1

2、28位，甚至更宽，但是有多少数据位就需要多少根数据线，因此传输的成本较高，且只适用于近距离（相距数米）的通讯。串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。串行数据传输的特点：1）节省传输线，这是显而易见的。尤其是在远程通信时，此特点尤为重要。这也是串行通信的主要优点2）数据传送效率低。与并行通信比，这也这是显而易见的。这也是串行通信的主要缺点。2、串行通讯制式根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。信息只能单向传送为单工；信息能双向传送但不能同时双向传送称为半双工；信息能够同时双

3、向传送则称为全双工。1）单工(Simplex)方式：通信双方设备中发送器与接收器分工明确，只能在由发送器向接收器的单一固定方向上传送数据。图1.2单工方式2）半双式方式（halfduplex）：若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工制。图1.3半双工方式3）全双工方式（fullduplex）：当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工制。图1.4全双工方式3、串行数据传输的分类而按照串行数据的时

4、钟控制方式，串行通信又可分为同步通信和异步通信两种。异步通信：接收器和发送器有各自的时钟；同步通信：发送器和接收器由同一个时钟源控制。同步通信---SynchronousCommunication同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。图1.5同步通信的字符帧格式异步通信---AsynchronousCommunication异步通信中，在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，每一帧数据均是

5、低位在前，高位在后，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。在异步通信中，接受端是依靠字符帧格式来判断发送端是何时开始发送，何时结束发送的。字符帧格式是异步通信的一个重要指标。1)字符帧（CharacterFrame）字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等4部分组成，如图1.6所示。(a)无空闲位字符帧(b)有空闲位字符帧图1.6异步通信的字符帧格式(1)起始位：位于字符帧开头，只占一位，为逻辑0，低电平，用于向接收设备表示发送端开始发送一帧信息。(2)数据

6、位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取5位、6位、7位或8位，低位在前，高位在后。(3)奇偶校验位：位于数据位之后，仅占一位，用来表征串行通信中采用奇校验还是偶校验，由用户决定。(4)停止位：位于字符帧最后，为逻辑1，高电平。通常可取1位、1.5位、或2位，用于向接收端表示一帧字符信息已经发送完，也为下一帧发送做准备。在串行通信中，两相邻字符帧之间可以没有空闲位，也可以有若干空闲位，这由用户来决定。图1.6（b）表示有3个空闲位的字符帧格式。2）波特率（baudrate）异步通信的另一个重要指标为波特率。波特率为每秒钟传送二进制数码的位数，也叫比特数，

7、单位b/s，即位/秒。波特率用于表征数据传输的速度，波特率越高数据传输速度越快。但波特率和字符的实际传输速率不同，字符的实际传输速率是每秒内所传字符帧的帧数，和字符帧格式有关。通常，异步通信的波特率为50～9600b/s。4、ATmega16单片机的串行口及相关寄存器ATmega16单片机的串行口结构主要三个部分：时钟发生器，发送器和接收器。1）数据缓冲器UDRUDR数据缓冲器的格式图如图1.7所示：图1.7UDR数据缓冲器的格式图ATmega16单片机USART发送数据缓冲寄存器和USART接收数据缓冲寄存器共享相同的I/O地址，称为USART数据

8、寄存器或UDR。将数据写入UDR时实际操作的是发送数据缓冲寄存器(TXB)，读UDR时实际返回的是接收数据缓