两个单片机之间的简单异步串行通信

题目：异步串行双机通信指导教师：卢玉非组长：姜汉卿组员：乔大志白冰王彦省电气自动化4班【项目功能】1、通过编写程序，当检测到BC7281键盘有键按下时，将键值显示在本单片机系统对应的数码管上，同时对方单片机系统对应的数码管显示和本机同样的按键值。

2、通过完成项目，掌握串口通信的基本原理，并能合理运用于实际项目中。

【项目知识点与技能点】1、通信基础知识。

2、异步串行通讯协议。

3、ATmega16单片机的串行接口及相关寄存器的配置。

【项目知识准备】1、通信知识概述在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。

随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。

通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。

在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的。

如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，这种传输方式称为并行通信。

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1~128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。

其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。

串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。

使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。

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。

单片机双机串口通信在现代电子技术领域，单片机的应用无处不在。

而单片机之间的通信则是实现复杂系统功能的关键之一。

其中，双机串口通信是一种常见且重要的通信方式。

什么是单片机双机串口通信呢？简单来说，就是让两个单片机能够通过串口相互交换数据和信息。

想象一下，两个单片机就像是两个小伙伴，它们需要交流分享彼此的“想法”和“知识”，串口通信就是它们交流的“语言”。

串口通信，顾名思义，是通过串行的方式来传输数据。

这和我们日常生活中并行传输数据有所不同。

在并行传输中，多个数据位同时传输；而在串行传输中，数据一位一位地按顺序传送。

虽然串行传输速度相对较慢，但它所需的硬件连线简单，成本较低，对于单片机这种资源有限的设备来说，是一种非常实用的通信方式。

在进行单片机双机串口通信时，我们首先要了解串口通信的一些基本参数。

比如波特率，它决定了数据传输的速度。

就像两个人说话的快慢，如果波特率设置得不一致，那么双方就无法正常理解对方的意思，数据传输就会出错。

常见的波特率有 9600、115200 等。

还有数据位、停止位和校验位。

数据位决定了每次传输的数据长度，常见的有 8 位；停止位表示一个数据帧的结束，通常是 1 位或 2 位；校验位则用于检验数据传输的正确性，有奇校验、偶校验和无校验等方式。

为了实现双机串口通信，我们需要在两个单片机上分别进行编程。

编程的主要任务包括初始化串口、设置通信参数、发送数据和接收数据。

初始化串口时，我们要配置好相关的寄存器，使其工作在我们期望的模式下。

比如设置波特率发生器的数值，以确定合适的波特率。

发送数据相对来说比较简单。

我们将要发送的数据放入特定的寄存器中，然后启动发送操作，单片机就会自动将数据一位一位地通过串口发送出去。

接收数据则需要我们不断地检查接收标志位，以确定是否有新的数据到来。

当有新数据时，从接收寄存器中读取数据，并进行相应的处理。

在实际应用中，单片机双机串口通信有着广泛的用途。

比如在一个温度监测系统中，一个单片机负责采集温度数据，另一个单片机则负责将数据显示在屏幕上或者上传到网络。

单片机单片机课程设计-双机串行通信单片机课程设计双机串行通信在当今的电子信息领域，单片机的应用无处不在。

而双机串行通信作为单片机系统中的一个重要环节，为实现设备之间的数据交换和协同工作提供了关键的技术支持。

一、双机串行通信的基本原理双机串行通信是指两个单片机之间通过串行接口进行数据传输的过程。

串行通信相较于并行通信，具有线路简单、成本低、抗干扰能力强等优点。

在串行通信中，数据是一位一位地按顺序传输的。

常见的串行通信协议有 UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和 I2C（内部集成电路）等。

在本次课程设计中，我们主要采用 UART 协议来实现双机串行通信。

UART 协议包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。

起始位用于标识数据传输的开始，通常为逻辑 0；数据位可以是 5 位、6 位、7 位或 8 位，具体取决于通信双方的约定；奇偶校验位用于检验数据传输的正确性，可选择奇校验、偶校验或无校验；停止位用于标识数据传输的结束，通常为逻辑 1。

二、硬件设计为了实现双机串行通信，我们需要搭建相应的硬件电路。

首先，每个单片机都需要有一个串行通信接口，通常可以使用单片机自带的UART 模块。

在硬件连接方面，我们将两个单片机的发送端（TXD）和接收端（RXD）交叉连接。

即单片机 A 的 TXD 连接到单片机 B 的 RXD，单片机 B 的 TXD 连接到单片机 A 的 RXD。

同时，还需要共地以保证信号的参考电平一致。

此外，为了提高通信的稳定性和可靠性，我们可以在通信线路上添加一些滤波电容和上拉电阻。

三、软件设计软件设计是实现双机串行通信的核心部分。

在本次课程设计中，我们使用 C 语言来编写单片机的程序。

对于发送方单片机，首先需要对 UART 模块进行初始化，设置波特率、数据位、奇偶校验位和停止位等参数。

然后，将要发送的数据放入发送缓冲区，并通过 UART 发送函数将数据一位一位地发送出去。

对于接收方单片机，同样需要对 UART 模块进行初始化。

单片机串行通信在现代电子技术的领域中，单片机串行通信扮演着至关重要的角色。

它就像是信息传递的“高速公路”，让单片机能够与外部设备或其他单片机进行高效、准确的数据交流。

串行通信，简单来说，就是数据一位一位地按顺序传输。

相较于并行通信，它所需的数据线更少，这在硬件设计上带来了极大的便利，降低了成本，也减少了布线的复杂性。

想象一下，如果每次传输数据都需要同时通过很多根线，那得是多么繁琐和容易出错！而串行通信则巧妙地解决了这个问题。

单片机串行通信有两种常见的方式：同步串行通信和异步串行通信。

异步串行通信就像是两个不太合拍的朋友在交流。

发送方和接收方各自按照自己的节奏工作，但他们通过事先约定好的一些规则来确保信息能被正确理解。

比如，规定好每个数据的位数（通常是 5 到 8 位）、起始位和停止位的形式。

起始位就像是一个打招呼的信号，告诉接收方“我要开始发数据啦”；而停止位则表示这一轮数据传输结束。

在异步通信中，双方不需要严格同步时钟，这使得它在很多应用场景中都非常灵活。

同步串行通信则更像是两个默契十足的伙伴。

发送方和接收方共用一个时钟信号，数据的传输在这个时钟的控制下有序进行。

这样可以保证数据传输的准确性和稳定性，但也对时钟的同步要求较高。

在实际应用中，单片机串行通信常用于与各种外部设备进行通信，比如传感器、显示屏、计算机等。

以传感器为例，单片机通过串行通信获取传感器采集到的温度、湿度、压力等数据，然后进行处理和控制。

为了实现串行通信，单片机通常会配备专门的串行通信接口。

比如常见的 UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和 I2C（集成电路总线）等。

UART 是一种应用广泛的异步串行通信接口。

它的硬件实现相对简单，只需要两根数据线：发送线（TXD）和接收线（RXD）。

通过设置合适的波特率（即数据传输的速率），就可以实现单片机与其他设备之间的异步通信。

SPI 则是一种同步串行通信接口，它通常需要四根线：时钟线（SCK）、主机输出从机输入线（MOSI）、主机输入从机输出线（MISO）和片选线（CS）。

单片机中的串口通信技术串口通信技术是指通过串行接口将数据传输和接收的技术。

在单片机领域，串口通信是一种常见的数据交互方式。

本文将介绍单片机中的串口通信技术，并探讨其在实际应用中的重要性。

一、串口通信的原理串口通信是指通过串行接口传输数据的方式，其中包括一个数据引脚和一个时钟引脚。

数据引脚用于传输二进制数据，在每个时钟周期内，数据引脚上的数据会被读取或写入。

时钟引脚则用于控制数据的传输速度。

单片机中的串口通信主要包含两个部分：发送和接收。

发送时，单片机将数据转换为二进制形式，并通过串口发送出去。

接收时，单片机会从串口接收到二进制数据，并将其转换为可识别的格式。

通过发送和接收两个过程，单片机可以与外部设备进行数据交互。

二、串口通信的类型在单片机中，串口通信主要包含两种类型：同步串口和异步串口。

同步串口是指发送和接收两个设备之间使用相同的时钟信号，以保持数据同步。

同步串口通信速度快，但需要额外的时钟信号输入。

异步串口则是通过发送数据前提供起始位和终止位来区分不同数据帧的方式进行通信。

异步串口通信的优势是不需要额外的时钟信号，但速度相对较慢。

在实际应用中，通常使用异步串口通信。

异步串口通信相对简单易用，适合多种应用场景。

三、单片机串口通信的实现单片机中实现串口通信通常需要以下几个方面的内容：1. 串口通信引脚配置：单片机需要连接到一个串口芯片或者其他外部设备，因此需要配置相应的引脚作为串口通信的数据引脚和时钟引脚。

2. 波特率设置：波特率是指单位时间内传输的数据位数。

在进行串口通信时，发送端和接收端的波特率需要相同。

单片机中通常通过寄存器设置波特率，以确保数据传输的稳定性。

3. 数据发送和接收：在单片机中，通过将数据写入发送缓冲器并启动发送操作来发送数据。

接收数据时，单片机会接收到串口中的数据，并将其保存在接收缓冲器中。

4. 中断机制：在进行串口通信时，单片机通常会使用中断机制来处理数据接收和发送。

中断机制可以减轻单片机的负担，提高系统效率。

单片机指令的串口通信实现方法串口通信是指通过串行通信接口实现的数据传输方式。

在单片机系统中，串口通信是一种重要的通信方式，可以实现与外部设备（如PC 机、传感器等）的数据交互。

本文将介绍单片机指令的串口通信实现方法，包括硬件连接和软件编程两方面。

一、硬件连接串口通信需要通过发送器和接收器两个设备来完成数据的发送和接收。

在单片机系统中，可使用通用异步收发器（UART）作为串行通信接口。

下面是串口通信的硬件连接步骤：1. 将单片机与UART连接：首先，确保单片机具有UART接口，并根据其引脚定义将UART的发送线（TXD）连接到单片机的接收引脚，接收线（RXD）连接到单片机的发送引脚。

2. 选择波特率：波特率指每秒钟传送的位数，通常使用的波特率有9600、115200等。

在发送和接收数据时，单片机和外部设备需要使用相同的波特率，以保证数据的正确传输。

3. 连接外部设备：根据实际需求，将UART的发送线和接收线分别连接到外部设备的接收引脚和发送引脚。

二、软件编程实现单片机指令的串口通信需要编写相应的软件程序。

下面是基于C语言的软件编程实现方法：1. 初始化串口：在程序开始时，需要对串口进行初始化设置。

通过设置寄存器来配置波特率、数据位、停止位等参数。

2. 发送数据：使用发送指令将待发送的数据写入UART的数据寄存器，等待数据传输完成。

3. 接收数据：通过接收指令读取UART接收到的数据，并进行相应的处理。

可以使用中断或轮询方式进行数据接收。

4. 错误处理：在数据传输过程中，可能会出现错误，例如帧错误、奇偶校验错误等。

需要进行相应的错误处理操作，例如重新发送数据或发出错误提示。

5. 通信协议：根据通信需求，可以制定相应的通信协议。

通信协议包括数据帧结构、数据格式、数据校验等内容，用于确保数据的可靠传输。

三、实例演示下面通过一个简单的示例来演示单片机指令的串口通信实现方法。

假设我们需要实现从单片机向PC机发送一条消息，并接收PC机返回的确认信息。

单片机中串行通信的三种类型在单片机的世界里，串行通信就像一条小小的高速公路，将各种数据在不同的部件之间传递。

它的基本任务就是让不同的设备能够互相“聊天”，共享信息。

想象一下，如果没有串行通信，单片机和外设之间就像被厚厚的墙隔开了，彼此难以沟通。

因此，了解串行通信的三种主要类型非常重要。

下面，我们就来聊聊这些串行通信的类型吧！1. 异步串行通信1.1 什么是异步串行通信？异步串行通信，顾名思义，就是在数据传输的时候，双方并不需要保持同步。

说白了，就是两头在做各自的事情，偶尔通过约定的信号来“打招呼”。

就像你和朋友在微信上聊天，不需要时时刻刻保持在线，偶尔发个消息就行了。

1.2 异步串行通信的工作原理在这种通信方式中，数据被拆分成一串串的字节，每个字节都会被加上一个起始位和一个停止位。

起始位告诉接收方：“嘿，数据来了！”而停止位则是“这条消息完了！”的信号。

这就像在你发短信时，在开始和结束的时候都留个标记，让对方知道你的信息什么时候开始和结束。

1.3 异步串行通信的应用这种通信方式应用非常广泛，比如我们常用的UART（通用异步收发传输器）就属于这个类别。

UART在我们的生活中几乎无处不在，从电脑的串口到一些简单的传感器都用得上它。

2. 同步串行通信2.1 什么是同步串行通信？同步串行通信和异步串行通信有点像“有组织的队伍”，双方在数据传输的过程中要保持同步。

就是说，你发数据的时候，对方也要准备好接收数据，这就像排队一样，大家都得按顺序来。

2.2 同步串行通信的工作原理在同步通信中，除了数据本身，还需要一个额外的时钟信号来确保数据的准确传输。

可以把时钟信号看作是“指挥棒”，它帮助双方协调一致地进行数据传输。

想象一下在舞台上表演的舞者，大家都得跟着同一个节拍才能跳得整齐划一。

2.3 同步串行通信的应用同步串行通信的速度通常比异步串行通信快，因为它减少了数据传输过程中的额外开销。

常见的同步串行通信协议包括SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路间接口）。

单片机串行通信的设计单片机串行通信是指通过串行接口，将数据一位一位地传输到另一个单片机或外部设备的通信方式。

串行通信相比并行通信具有线路数量少、布线简单的优势，因此在嵌入式系统和通信领域得到广泛应用。

本文将围绕单片机串行通信的设计展开论述。

一、串行通信原理串行通信主要利用两根线路进行数据传输，一条线路作为数据线，一条线路作为时钟线。

发送方按照一定的时钟频率将数据位逐位传输到接收方，接收方根据时钟信号判断数据位的高低状态。

二、串行通信接口串行通信主要有两种接口方式：UART（通用异步收发器）和SPI（串行外设接口）。

1. UART：UART是一种异步通信方式，数据通过单个数据线进行传输。

UART有两个引脚：一根引脚用于数据传输（TXD - 发送，RXD - 接收），另一个引脚用于时钟同步（Baud Rate Generator - 波特率发生器）。

UART通信需要发送方和接收方的波特率一致，否则会导致数据传输错误。

2.SPI：SPI是一种同步通信方式，数据通过多个数据线进行传输。

SPI有四个引脚：主输出/从输入（MISO）、主输入/从输出（MOSI）、时钟信号（CLK）和片选信号（CS）。

SPI通信中的主从关系是由软件决定的，主设备负责控制时序和片选，从设备则根据主设备的控制信号进行数据传输。

三、串行通信的数据传输串行通信的数据传输基本步骤如下：1.初始化串行通信接口：设置波特率、数据位长度、停止位等参数，并打开串行通信开关。

2.发送方数据准备：将需要传输的数据准备好，存储到发送缓冲区中。

3.数据传输：根据数据位长度和波特率设定的时钟频率，将数据位逐位输出到数据线。

4.接收方接收数据：根据时钟信号，逐位读取数据线上的数据位，并存储到接收缓冲区中。

5.结束通信：关闭串行通信开关，并进行后续处理。

四、串行通信的设计考虑因素在设计单片机串行通信时，需要考虑以下因素：1.通信协议：选用合适的通信协议，例如UART协议或SPI协议。

单片机的双机串口通信原理单片机的双机串口通信原理是通过串口连接两个单片机，使它们能够进行数据的传输和通信。

串口是一种常见的通信方式，它使用两条信号线进行数据的传输：一条是串行数据线（TXD），用于发送数据；另一条是串行接收线（RXD），用于接收数据。

通过串口通信，两个单片机可以进行双向的数据传输，实现信息的互相交流和共享。

在双机串口通信中，一台单片机充当主机（Master），另一台单片机充当从机（Slave）。

主机负责发起通信请求并发送数据，从机负责接收并响应主机发送的数据。

通信过程中，主机和从机需要遵守相同的协议和通信规则，以确保数据的正确和可靠传输。

双机串口通信的主要步骤如下：1. 端口初始化：在双机串口通信开始之前，两台单片机的串口端口需要初始化。

主机和从机需要设置相同的波特率（Baud Rate），数据位数（Data Bits）、停止位数（Stop Bits）和校验方式（Parity Bit），确保两台单片机之间的通信能够正常进行。

2. 数据发送：主机将要发送的数据写入到串口发送寄存器中，然后通过串口发送线路将数据位一位一位地发送给从机。

主机发送完所有数据位后，等待从机的响应。

3. 数据接收：从机通过串口接收线路接收主机发送的数据位，然后将接收到的数据位存放在串口接收寄存器中，等待从机的处理。

4. 数据处理：从机接收到主机发送的数据后，根据通信协议和通信规则进行数据处理。

从机可能需要对数据进行校验、解析和执行相应的操作，然后将处理结果写入到串口发送寄存器中，以供主机进行相应的处理。

5. 响应发送：从机将处理结果写入到串口发送寄存器中，然后通过串口发送线路将数据位一位一位地发送给主机。

从机发送完所有数据位后，等待主机的进一步操作。

6. 数据接收：主机通过串口接收线路接收从机发送的数据位，然后将接收到的数据位存放在串口接收寄存器中，等待主机的处理。

7. 数据处理：主机接收到从机发送的数据后，根据通信协议和通信规则进行数据处理。

单片机双机串行实验报告实验目的：通过单片机实现双机串行通信功能，掌握串行通信的原理、方法和程序设计技巧。

实验原理：双机串行通信是指通过串行口将两台单片机连接起来，实现数据的传输和互动。

常用的串行通信方式有同步串行通信和异步串行通信。

异步串行通信是指通过发送和接收数据时的起始位、停止位和校验位进行数据的传输。

而同步串行通信是指通过外部时钟信号进行数据的同步传输。

实验器材：1.两台单片机开发板（MCU7516）2.两个串口线3.两台计算机实验步骤：1.将两台单片机开发板连接起来，通过串口线连接它们的串行口。

2.在两台计算机上分别打开串口调试助手软件，将波特率设置为相同的数值（例如9600）。

3.在编程软件中，编写两个程序分别用于发送数据和接收数据。

4.在发送数据的程序中，首先要设置串口的波特率、数据位、停止位和校验位，并将数据存储在缓冲区中。

然后利用串口发送数据的指令将数据发送出去。

5.在接收数据的程序中，同样要设置串口的参数。

然后使用串口接收数据的指令将接收到的数据存储在缓冲区中，并将其打印出来。

实验结果与分析：经过实验，我们成功地实现了单片机之间的双机串行通信。

发送数据的单片机将数据发送出去后，接收数据的单片机能够正确地接收到数据，并将其打印出来。

实验中需要注意的是，串口的波特率、数据位、停止位和校验位必须设置为相同的数值。

否则，发送数据的单片机和接收数据的单片机无法正常进行通信。

同时，在实验之前，需要了解单片机开发板支持的串口通信相关的指令和函数。

实验总结：通过本次实验，我们深入了解了单片机之间的双机串行通信原理和方法。

掌握了串口的设置和使用方法，以及相关的指令和函数。

在实验中，我们学会了如何通过串行口实现数据的传输和互动，为今后的单片机应用和开发打下了基础。

同时，我们还发现，双机串行通信在实际应用中有着广泛的用途。

例如，可以通过串行通信实现两台计算机之间的数据传输，或者实现单片机与计算机之间的数据收发。