第4章串行通信及接口(1)讲解

串行通信及接口电路1. 串行通信的概念串行通信是一种数据传输的方式，它将数据逐位地按照一定顺序传输，相比于并行通信的方式，串行通信只需使用一个通信线路传输数据。

在串行通信中，每个数据位被顺序发送，并且在接收端被顺序接收和重组。

串行通信的优点是可以节省通信线路的数量，但其传输速度相对较慢。

2. 串行通信的应用串行通信广泛应用于各种领域，包括计算机通信、网络通信、工业控制等。

它可以用于长距离通信，如在局域网或广域网中传输数据。

此外，串行通信还常用于外设与主机之间的通信，如串行口和串行外设之间的通信。

3. 串行通信的协议串行通信的实现需要一定的协议来确保数据的可靠传输。

常见的串行通信协议包括UART（通用异步收发器），SPI（串行外设接口）和I2C（双线串行通信接口）。

这些协议都定义了数据的传输规则、时序要求以及错误处理机制，以确保数据的准确性和完整性。

3.1 UARTUART是一种使用异步传输方式的串行通信协议。

它通过发送方和接收方之间的单个通信线路进行数据传输。

UART协议定义了数据的起始位、数据位、停止位和校验位等信息。

发送端根据这些信息将数据发送给接收端，并且接收端根据这些信息识别数据的边界和校验数据的正确性。

3.2 SPISPI是一种同步传输方式的串行通信协议，它使用一对数据线（Master Out, Slave In - MOSI 和 Master In, Slave Out - MISO）以及时钟线（SCLK）进行通信。

SPI协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。

SPI协议定义了数据的传输时序，通过时钟的上升沿和下降沿进行数据采样和传输。

3.3 I2CI2C是一种双线串行通信接口，它使用两条线路（串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL））进行通信。

I2C协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。

第4章异步串行通信本章导读：目前几乎所有的台式电脑都带有9芯的异步串行通信口，简称串行口或COM 口.由于历史的原因，通常所说的串行通信就是指异步串行通信。

USB、以太网等也用串行方式通信，但与这里所说的异步串行通信物理机制不同。

有的台式电脑带有两个串行口： COM1 口和COM2 口，部分笔记本电脑也带有串行口。

随着 USB接口的普及，串行口的地位逐渐降低，但是作为设备间简便的通信方式，在相当长的时间内，串行口还不会消失，在市场上也可很容易购买到USB到串行口的转接器因为简单且常用的串行通信只需要三根线（发送线、接收线和地线），所以串行通信仍然是MCU与外界通信的简便方式之一。

实现异步串行通信功能的模块在一部分MCU中被称为通用异步收发器（Universal Asynch¬ronous Receiver/Transmitters, UART )，在另一些 MCU 中被称为串行通信接口（ Serial Communication Interface, SCI)。

串行通信接口可以将终端或个人计算机连接到MCU，也可将几个分散的 MCU连接成通信网络，本章的主要知识点有①阐述了串口相关的基础知识；②描述了K60串口糢块的功能概要；③介绍了串口模块驱动构件编程时涉及的相关寄存器；④设计并封装了串行通信的驱动构件；⑤给出第一个中断例程的执行过程和设计流程。

本章介绍的K60UART模块的工作原理以及编程实例，这些编程实例都使用了基于构件的编程思想，读者在阅读时可以仔细体会，以求得对编程方法有更深刻的理解本章所出现的UART 字眼，在没有其他说明的情况下，都是特指K60的UART模块，本章串口驱动编程涉及的寄存器全部给出其详细介绍，目的是让读者对嵌入式底层驱动编程设计的寄存器有个直观的了解，以后各章节将不再给出相关寄存器的详细介绍。

4.1异步串行通信的基础知识本节简要概括了串行通信中常用的基本概念，为学习MCU的串行接口编程做准备。