【PIC单片机】-- 串口相关知识

1万 · 2022-6-14 11:35

01 串口相关知识
串口通信也是一个很重要的基础知识，比如你做一个项目，前面摄像头采集完数据后进行数据处理后，可以将结果同串口通信，将结果发送给单片机。

先看一下原理图，看RC6、RC7两个引脚，这边有TX\RX（这两个是用得最多的功能，也就是咱们今天要学习的异步串行通信接口），后边这个CK\TD（同步串行接口，CK是两个设备的时钟，TD是数据线）

02 同步通信与异步通信的区别？
同步通信方式
以一串字符为一个传送单位，字符间不加标识位，在一串字符开始用同步字符表示，硬件要求高，通信双方须严格同步。

同步通信格式：数据以“块”为单位，一个数据块包括同步字符、数据及校验字符CRC。

通信连线通常采用三线制：SDA(信号线）、SCL(时钟线)、GND（地线）
优点是数据传输速率较高，常用作串行系统总线（内总线），如I2C、SPI、USB等；
缺点是硬件上要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。

异步通信方式
以字符为传送单位，用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束字符，间隔不固定，只需字符传送时同步。

异步通信格式如下图

（1）没有数据发送时，数据线保持"1"状态。

（2）发送数据时，先发起始位“0”，其后是数据位，异步传送规定低位在前，高位在后

（3）奇偶位紧跟在数据最高位之后，占用一位（也可省去）

（4）数据发送完后，再发一位停止位“1”，表示一帧数据结束，同时为接收下一帧数据做准备。在下一帧的起始位“0”到来之前，都是默认的“1”

通信协议：（1）发送、接收双方的通信速率必须一致。（2）通信双方的数据帧格式必须一致

优点：不需要传送同步脉冲，可靠性高，所需设备简单适合远距离通信，常用作串行通信总线（外总线），如RS232、RS485等

缺点：数据中包含有起始位和停止位以实现同步，从而降低了有效数据的传输速率。

03 异步通信
本次实验我们主要是讲解异步通信；

波特率？起始位？结束位？奇偶校验位？
波特率（bandrate）,指的是串口通信的速率，也就是串口通信时每秒钟可以传输多少个二进制位。比如每秒钟可以传输9600个二进制（传输一个二进制位需要的时间是1/9600秒，也就是104us），波特率就是9600。

起始位：就是第一位

结束位：就是最后一位

奇偶校验位：如果规定为奇校验，就是前面八位数据位中1个的个数如果为奇数，奇偶校验位就写0，如果为偶数，就写1；就是最终前八位数据加上奇偶校验位数据1的个数为奇数。

04 寄存器
本实验我们还没用到中断，所以相应的寄存器可以忽略掉。
接下来看一下相应寄存器
TXSTA：

发送状态和控制寄存器
CSRC：时钟源选择，异步的时候不用管，设置为0；
TX9：9位发送使能（包含奇偶校验位，我们没有就是0）；
TXEN：发送使能端，发送的时候，设置为1
SYNC：同步和异步的选择
BRGH：跟波特率有关
TRMT：发送移位寄存器的状态位，当这位为1时，表示数据已经发送完；为0，表示数据还未发送
TX9D：用来奇偶校验位，我们没有用到，直接设置为0即可

RCSTA：接受状态控制寄存器

SPEN：串行端口使能，为1的时候，端口就打开
RX9：这个同样是选择8位，0
SREN：信号接收时能，异步时候不用管，那就设置为0
CREN：连续接受使能端，我们接受完一个字节之后，需要再连续接受下一个字节，所以要设置为1
ADDEN：地址检测使能端，这个是用在9位数据时候，所以不用管，设置为0
FERR：奇偶校验出现错误，这位就置位

OERR：接受溢出置位
RX9D：接受到第9位，放在这里

波特率生成器：
1、SYNC选择同步还是异步，然后BRGH=0/1下，波特率的计算公式是不一样的；

9600波特率，选择高速下，16 x 9600 = 4000000/（X+1）即可得X = 25
（直接看这个芯片手册里面表格就可以了！）

然后X是放在SPBRG寄存器中

05 注意事项
还有一个点需要给大家提醒一下，大家在做实验的时候，RC6/RC7必须设置为输入input，如果不这么设置，会出现一些问题；

06 bit banging 伪代码