串口通讯详解

原创单机片 2022-02-21 12:04

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1、串口通讯时序：

如上图所示，串口时序由起始位、数据位、校验位、停止位组成。

起始位：占用1Bit，低电平有效

数据位：可以是5bit、6Bit、7Bit、8Bit，其中最常用是8Bit

校验位：奇校验、偶校验、无校验，占用1bit，无校验位时不占用。

偶校验（even parity）：校验原则是，数据位和校验位中1的个数为偶数

奇校验（odd parity）：校验原则是，数据位和校验位中1的个数为奇数

无校验：即时序图中没有校验位

停止位：占用1Bit、1.5Bit、2Bit，高电平有效

2、串口通讯速率

常用的串口通讯速率：2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps、115200bps。现在最常用的应该是115200bps的速率，不快不慢正合适。当然有些应用场合数据量较大，使用低波特率数据传输占用时间太长，应该适当提高波特率，例如我司有一款产品设置波特率接近1Mbps，单片机使用这么高的速率必须开启硬件流控，甚至停止位也要大于1Bit。

3、最基本的串口数据传输

最基本的串口传输只需要两根信号线，即TXD和RXD，通讯双方交叉相接，TXD发送数据，RXD接收数据。

传输数据时双方必须保证通讯波特率、数据位、检验位，停止位保持一致，才能正确通讯。这种串口传输方式有一定的不可靠性，可能会导致数据丢失，例如，MCU1向MCU2发送数据，此时MCU2正在忙于其他任务，无暇顾及串口接收，MCU1发送的数据把MCU2的FIFO填满后，剩下的字节MCU2会直接抛弃。

4、带流控的串口数据传输

此种方式使用4根线传输数据，即，TXD、RXD、CTS、RTX。和基本数据传输方式相比增加了CTS和RTS两个管脚，CTS和RTS也是交叉相接。

RTS：Require To Send缩写，请求发送，此管脚为输出管脚，用于指示自己可以接收数据，输出低电平表示可以接收数据，输出高电平指示不能接收数据。

CTS：Clear To Send缩写，允许发送，此管脚为输入管脚，用于判断发送方是否能够接收数据，读取到低电平表示对方能够接收数据，读取到高电平表示对方不能接收数据。

这种传输方式能够保证数据传输不会丢数据，保证数据的完整性。例如，MCU1向MCU2发送数据，此时MCU2正在忙于其他任务，无暇顾及串口接收，MCU1发送的数据把MCU2的FIFO填满后，MCU2会把自己的RTS拉高，指示自己不能接收数据，此时MCU1发现自己的CTS变高了，MCU1的数据发送会进入等待状态，直到MCU1的CTS变低。当MCU2把自己的串口FIFO中的数据读取出来后，MCU2的RTS会自动变低，这时候MCU1可以继续发送数据。这种带硬件流控的传输方式，保证了数据的完成性。