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单片机串口通信的接收与发送

#所见所得，都很科学#

单片机串口通信是一种常见的通信方式，它可以实现单片机与外部设备的数据交换。在实际应用中，单片机串口通信常用于与电脑、传感器、LCD显示屏等外设进行数据传输。

首先，我们来了解一下单片机串口通信的原理。串口通信是通过发送和接收两根线来实现的，分别为发送线（Tx）和接收线（Rx）。当单片机发送数据时，数据通过发送线发送出去，而当外部设备发送数据时，数据则通过接收线输入单片机。

单片机串口通信的实现需要配置发送和接收的相关寄存器，其中包括波特率寄存器、模式寄存器和数据寄存器等。通过设置波特率寄存器可以确定通信的速率，通常有常用的9600、19200、38400等几种波特率可供选择。

在单片机中，一般使用中断的方式来接收和发送数据。接收数据时，单片机会配置接收中断，并在接收到数据后触发中断。在中断服务程序中，我们需要读取接收寄存器中的数据，并进行相应的处理。发送数据时，单片机会将要发送的数据放入发送寄存器，并配置发送中断。当发送寄存器为空时，单片机会触发中断，将数据发送出去。

接下来，我们来详细讲解单片机串口通信的接收和发送过程。首先，我们需要配置串口通信的参数，包括设置波特率、数据位、校验位和停止位等。在单片机的初始化阶段，我们需要将这些参数写入到相应的寄存器中。

接收数据时，我们需要将接收中断使能位设置为1，以便单片机能够在接收到数据时触发中断。此外，我们还需要在中断服务程序中读取接收寄存器中的数据，并进行相应的处理。比如，如果我们需要将接收到的数据显示在LCD屏幕上，我们可以将数据存储到一个缓冲区中，并调用LCD显示函数来显示数据。

发送数据时，我们首先将要发送的数据写入发送寄存器。在发送完成后，单片机会将发送中断使能位置为1，以便在发送寄存器为空时触发中断。在中断服务程序中，我们可以检查发送寄存器是否为空，如果为空，则将下一个数据写入发送寄存器，直到发送完所有数据。

在实际应用中，我们还需要考虑一些特殊情况的处理。比如，在接收数据时，如果出现数据错误或数据丢失的情况，我们可以设置相应的标志位，并在中断服务程序中进行处理。如果需要进行数据校验，我们可以在接收中断服务程序中进行校验，并将校验结果存储到一个标志位中。

另外，为了提高通信的可靠性，我们可以使用循环冗余校验（CRC）来进行数据校验。CRC是一种常用的校验方法，它可以在数据传输过程中检测出错误或数据丢失的情况。

除了上述的基本操作，单片机串口通信还可以进行扩展。比如，我们可以使用DMA（直接内存存取）来实现高速的数据传输。DMA是一种无需CPU干预的数据传输方式，可以大大提高通信速度。此外，我们还可以使用协议来进行通信，比如使用Modbus协议进行工业控制设备之间的通信。

总结起来，单片机串口通信是一种常见的通信方式，通过配置相关寄存器可以实现与外部设备的数据交换。在实际应用中，我们需要详细了解单片机串口通信的原理和操作步骤，并根据具体需求进行相应的配置和处理。单片机串口通信可以应用于多种场景，比如与电脑、传感器和LCD显示屏等外设进行数据传输。通过学习和掌握单片机串口通信技术，可以帮助我们更好地实现各种应用需求。

小白的单片机之旅——串口接收

上节已经说了怎样利用串口实现其发送功能为，并给出里一个实现的demo，作一个通信接口，收发是其最基本的功能，接下来我们一起来看看单片机是如何通过串口接收数据的吧。

首先我们上节所说的发送起始已经涉及到接收了，只是我们上节在发送的时候对端是作为接收来呈现了我们的发送的效果。如下图所示，单片机在代码的控制下循环的发送数据“hello world“，那pc作为接收方，接收了这个数据，并解析出来，只是相较于单纯的串口接收来说，它多做了几步，就是将串口收到的数据，通过usb-串口转换线转换成usb的数据，又通过usb接口将数据送给了运行于PC上的驱动程序，再通过windows系统的系统调用应用程序获取并显示出对应的字符串。

发送验证结果

上面的过程尽管包含了接收，但是涉及的稍微多了一些，有点不太直观。我们看看在单片机最简单的接收流程是怎么样的。简单说来，数据从信号线上以发送端控制下以相关协议格式发送特定格式的bit流，在接收侧，需要以对应的帧格式去解析它，当然一般来说是硬件干了这个事情（当然软件也可以干，只是一般不需要），但是需要接收端设置好帧格式，波特率等参数。硬件依据协议参数解析bit流，校验成功之后（如果设置了）会将数据放在对应的数据寄存器里，等待软件处理。

前面说的是一般串口接收时，软件感知到接收到数据之前发生的事情。因此，一般的mcu串口功能，在上节说的发送的基础上，只需要再使能接收，在合适的时机去接收数据寄存器取数即可。

那什么是“合适的时机”？一个是我们知道需要接收数据的时候，这时候我们可以使用查询等待的方式接收数据（当然一般包含超时参数），查看对应的状态寄存器，如果有接收标记，就去取数据；另一个就是我们根本不知道数据什么时候会来，或者说我们也不想把宝贵的cpu资源浪费在查询等待动作上，这时候我们会使用对应的中断机制，也就是说我们事先配置好对应的中断处理接口，在接收到数据的时候硬件会触发一个中断，最终调用我们配置好的中断处理接口，在该接口中及时完成对应的接收处理动作。

下面我们就看一个最简单的接收demo。