单片机与上位机通过串口通信--笔记

定义

先说什么是串口？
（1）他是一种通信接口，单片机 IO 口上的复用功能，上位机（电脑）和下位机（开发板） 之间的数据传输。
（2）串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指 COM 接 口），是采用串行通信方式的扩展接口。
（3）串行接口（Serial Interface）是指数据一 位一位地顺序传送。其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向 通 信（可以直接利用电话线作为传输线），大大降低了成本，特别适用于远距 离通信，但传送速度较慢。
（4）串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准，没有规定接口插件电缆以及使用的协议。。

通信方式

单工通信：单向传输，只能接受或者发送 例如：收音机 遥控器 广播
半双工通信：同一时间 只能接受或者发送 例如：对讲机
全双工通信：同一时间，既可以接收数据也可以发送数据 例如：手机

数据传输方式

串行通信：数据按位传输，一位一位的传输
并行通信：数据按照多位进行传输，一次发送或者接收多位数据

时钟

异步通信：接收方和发送方使用不同的时钟频率
同步通信：接收方和发送方使用相同的的时钟频率

串口

Usart 全称：Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter 串行同步/异步收发器
Uart 全称：Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 串行异步收发器

协议格式

（1）起始位：一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起 始位”开始，以“停止位”结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。
（2）数据位：要发送的数据
（3）奇偶校验：在标准 ASCII 码中，其最高位(b7)用作奇偶校验位。所谓奇偶校验，是指在代码传送过程
中用来检验是否出现错误的一种方法，一般分奇校验和偶校验两种。
奇校验规定：正确的代 码一个字节中 1 的个数必须是奇数，若非奇数，则在最高位 b7 添 1；
偶校验规定：正确的 代码一个字节中 1 的个数必须是偶数，若非偶数，则在最高位 b7 添 1。
（4）停止位：停止位是按长度来算的。串行异步通信从计时开始，以单位时间为间隔（一个单位时间 就是波特率的倒数），依次接受所规定的数据位和奇偶校验位，并拼装成一个字符的并行字 节；此后应接收到规定长度的停止位“1”。所以说，停止位都是“1”，1.5 是它的长度，即 停止位的高电平保持 1.5 个单位时间长度。一般来讲，停止位有 1，1.5，2 个单位时间三种 长度。
（5）波特率：波特率的产生：

我们一般说的波特率就是前边的Tx/Rx波特率，但是单片机真正识别的是分母上的USARTDIV，包括小数和整数
例如：
以baud为9600
Fck以72MHz为例
求得单片机识别的USARTDIV：

9600=72 000 000/ 16 *USARTDIV
这里得到USARTDIV=468.75
USARTDIV的值是放入从USART_BRR寄存器的，前四位放置小数部分，后12位放置整数部分，最后的16到31位保留

CH340转串口

CH340 是一个USB 总线的转接芯片，实现USB 转串口、USB 转IrDA 红外或者USB 转打印口。
在串口方式下,CH340 提供常用的MODEM联络信号，用于为计算机扩展异步串口，或者将普通的串口设备直接升级到USB 总线。
电脑通过USB发送数据经过CH340转化为单片机可识别的数据；
也可以说是把USB口的信号转为TTL电平的RS232串口信号
就像是两个不同语言的外国人一样，他们如果要实现信息交流，就要有一个精通这两国语言的翻译官，去分别翻译两个人的话给另一个人听，以此达到交流的目的。