单片机想和其他设备建立通信少了你（串口）可不行

单片机的串口（Serial Port）是一种非常重要且常用的通信接口，下面从基本概念、工作原理、通信协议、应用场景以及使用示例几个方面详细介绍：

基本概念

串口是一种用于在单片机和其他设备（如计算机、传感器、执行器等）之间进行数据传输的接口。它以逐位的方式传输数据，每次只传输一个数据位，具有硬件连接简单、成本低、可靠性高等优点。常见的串口标准有 RS – 232、RS – 485 等。

工作原理

数据接收：单片机通过串口接收引脚（RXD）逐位接收外部设备发送过来的数据。接收到的数据会先被存储在接收缓冲区中，等待单片机进行处理。

通信协议

应用场景

以下是一个简单的 51 单片机串口通信示例代码，实现了单片机通过串口向计算机发送数据的功能：

#include <reg51.h>

// 初始化串口
void UART_Init() {
    TMOD |= 0x20;  // 设置定时器 1 为模式 2
    TH1 = 0xFD;    // 设置波特率为 9600
    TL1 = 0xFD;
    SCON = 0x50;   // 设置串口为模式 1，允许接收
    TR1 = 1;       // 启动定时器 1
}

// 发送一个字符
void UART_SendChar(char c) {
    SBUF = c;      // 将字符写入发送缓冲区
    while (!TI);   // 等待发送完成
    TI = 0;        // 清除发送完成标志
}

// 发送字符串
void UART_SendString(char *str) {
    while (*str) {
        UART_SendChar(*str++);
    }
}

void main() {
    UART_Init();   // 初始化串口
    while (1) {
        UART_SendString("Hello, World!\r\n");  // 发送字符串
        for (int i = 0; i < 10000; i++);       // 延时
    }
}

 串口数据收发的模式

以下为你详细介绍单片机串口数据的收发相关内容，包括原理、流程以及不同单片机的代码示例。

原理

数据发送

单片机将待发送的数据存储在发送缓冲区，按照设定的波特率（每秒传输的比特数），把数据逐位从发送引脚（TXD）输出。发送前会添加起始位，数据传输结束后添加停止位，部分情况还会加入奇偶校验位来保证数据传输的准确性。

数据接收

接收引脚（RXD）持续监测外部信号，当检测到起始位后，开始按位接收数据，将接收到的数据暂存于接收缓冲区。接收完成一帧数据后，通过判断停止位来确认数据接收结束，若有奇偶校验位，还会进行校验操作。

数据收发流程

发送流程

1. 初始化串口：设置波特率、数据位、停止位、奇偶校验位等参数。
2. 准备数据：将需要发送的数据存储到变量或数组中。
3. 发送数据：将数据逐字节写入发送缓冲区，等待发送完成标志置位。
4. 循环发送（可选）：若有多个数据需要发送，可通过循环重复步骤 3。

接收流程

1. 初始化串口：与发送流程的初始化参数保持一致。
2. 等待接收：不断检测接收缓冲区是否有数据到来。
3. 读取数据：当接收到数据后，从接收缓冲区读取数据。
4. 数据处理：对读取到的数据进行相应的处理，如显示、存储、计算等。

不同单片机串口数据收发示例

51单片机

#include <reg51.h>

// 初始化串口
void UART_Init() {
    TMOD |= 0x20;  // 设置定时器 1 为模式 2
    TH1 = 0xFD;    // 设置波特率为 9600
    TL1 = 0xFD;
    SCON = 0x50;   // 设置串口为模式 1，允许接收
    TR1 = 1;       // 启动定时器 1
}

// 发送一个字符
void UART_SendChar(char c) {
    SBUF = c;      // 将字符写入发送缓冲区
    while (!TI);   // 等待发送完成
    TI = 0;        // 清除发送完成标志
}

// 接收一个字符
char UART_ReceiveChar() {
    while (!RI);   // 等待接收完成
    RI = 0;        // 清除接收完成标志
    return SBUF;   // 返回接收到的字符
}

void main() {
    char receivedChar;
    UART_Init();   // 初始化串口

    while (1) {
        UART_SendChar('A');  // 发送字符 'A'
        receivedChar = UART_ReceiveChar();  // 接收字符
        // 可在此处对接收到的字符进行处理
    }
}

 32单片机  基于hal库

#include "stm32f1xx_hal.h"

UART_HandleTypeDef huart1;

// 串口初始化
void UART_Init() {
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 9600;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
}

// 发送数据
void UART_SendData(uint8_t *pData, uint16_t Size) {
    HAL_UART_Transmit(&huart1, pData, Size, HAL_MAX_DELAY);
}

// 接收数据
void UART_ReceiveData(uint8_t *pData, uint16_t Size) {
    HAL_UART_Receive(&huart1, pData, Size, HAL_MAX_DELAY);
}

int main(void) {
    HAL_Init();
    UART_Init();

    uint8_t sendData[] = "Hello, STM32!";
    uint8_t receiveData[20];

    while (1) {
        UART_SendData(sendData, sizeof(sendData));  // 发送数据
        UART_ReceiveData(receiveData, sizeof(receiveData));  // 接收数据
        // 可在此处对接收到的数据进行处理
    }
}

代码解释

作者：Multiple-ji