单片机课件第7课-串口

常见问题解答
串口通信中如何设置波特率？
答：波特率的设置需要与通信对方设备匹配， 一般可通过单片机的定时器或外部晶振来实现。
如何解决串口通信中的数据丢失问题？
答：可以通过增加数据校验位、使用硬件 流控制等方法来提高数据传输的可靠性。
在进行串口编程时，需要注意哪些问 题？
答：需要注意正确配置串口参数、合理处 理接收到的数据、避免数据冲突等问题。
相应的调整，以确保串口通信的稳定性和可靠性。
03 串口编程实现方法
初始化设置及中断处理
初始化串口参数
中断处理
设置波特率、数据位、停止位、校验 位等参数，确保通信双方参数一致。
编写串口中断服务程序，处理接收到 的数据或发送完成后的中断事件。
配置IO口
将单片机的IO口配置为串口通信模式， 并设置输入输出方向。
数据格式约定
约定数据位数、停止位、校验位 等，确保数据传输的准确性。
编程实现
在PC端使用串口调试助手等工具， 在单片机端编写相应的串口接收
和发送程序。
多机通信应用场景举例
多机通信系统
01
构建由多个单片机组成的通信系统，实现数据共享和远程控制
等功能。
主从式多机通信
02
以一个单片机为主机，其他单片机为从机，主机发送命令，从
05 实验环节：动手实践串口 编程
实验目标及要求说明
01
02
03
04
掌握串口通信基本原理 和协议
学习并实践单片机串口 编程方法
实现单片机与计算机之 间的串口通信
培养动手实践能力和问 题解决能力
实验步骤详细指导
1. 硬件连接 将单片机开发板与计算机通过串口线连接
确保连接正确，无短路或接反现象
实验步骤详细指导
串口引脚
包括发送引脚（TX）和接 收引脚（RX），用于数据 的发送和接收。
串口通信控制器
负责控制串口的通信过程， 包括数据的发送、接收、 中断处理等。
波特率发生器
用于产生串口通信所需的 波特率，确保数据的正确 传输。
串口工作原理及数据传输过程
串口通信协议
串口通信遵循特定的通信协议，如RS-232、RS-485等，规定了数据的传输格式、波特率 、校验方式等。
数据传输过程
在串口通信中，数据以字节为单位进行传输。发送方将数据按照协议规定的格式打包成帧 ，然后通过TX引脚发送给接收方。接收方通过RX引脚接收数据，并按照协议规定的格式 进行解包和处理。
中断处理
当串口接收到数据时，会产生中断请求。单片机的中断处理程序会响应中断，读取接收到 的数据并进行处理。
波特率与定时器配置
表示每个字节中实际数据位的个数，通常为7位或8位。
停止位（Stop Bits）
表示每个字节传输完成后用于标志字节结束的位数，通常为1位、1.5 位或2位。
奇偶校验位（Parity Bit）
用于检测数据传输过程中是否出现错误的校验位，分为奇校验和偶校 验两种。
02 单片机串口结构与原理
单片机串口硬件结构
TTL电平协议
晶体管-晶体管逻辑电平， 常用于单片机之间的通信， 具有高电平和低电平的电 压标准。
RS-485协议
一种差分信号传输的串行 通信协议，具有高抗干扰
波特率（Baud Rate）
表示每秒传输的二进制位数，是衡量串口通信速率的重要参数。
数据位（Data Bits）
机响应并执行相应操作。
多主式多机通信
03
多个单片机地位平等，均可发送命令和接收响应，实现复杂的
分布式控制系统。
调试技巧和经验分享
调试工具使用
熟练掌握串口调试助手等工具的使用，方便查看和分析串口通信 数据。
常见问题排查
遇到通信故障时，首先检查硬件连接是否正确，再检查软件编程 是否存在错误。
经验总结
积累串口通信的调试经验，形成一套行之有效的调试方法和流程。
2. 软件环境配置 安装并配置单片机开发环境，如Keil或IAR等
配置串口通信参数，如波特率、数据位、停止位和校验位等
实验步骤详细指导
3. 编写串口通信程序
编写数据发送和接收 程序，实现单片机与 计算机之间的数据交 换
在单片机上编写串口 初始化程序，设置串 口通信参数
实验步骤详细指导
4. 程序下载与调试 将编写好的程序下载到单片机中 通过调试工具观察程序运行情况和串口通信数据
发送和接收数据流程设计
发送数据流程
将要发送的数据写入发送缓冲区， 启动发送操作，等待发送完成中 断。
接收数据流程
在接收到数据时，触发中断服务程 序，从接收缓冲区读取数据，并进 行处理。
数据处理
根据通信协议对数据进行解析和处 理，如校验、解析命令等。
错误处理机制
01
02
03
04
奇偶校验错误
当接收到的数据奇偶校验位与 设置的不符时，触发奇偶校验
单片机课件第7课-串口
目录
• 串口通信基础 • 单片机串口结构与原理 • 串口编程实现方法 • 实际应用案例解析 • 实验环节：动手实践串口编程 • 课程总结与回顾
01 串口通信基础
串口通信概念
串口通信（Serial Communication）是一种异步通信方式，数据在传输时按位进行， 通过一根传输线逐位发送和接收数据。
错误处理。
帧错误
当接收到的数据帧格式不正确 时，如数据位或停止位不符合
要求，触发帧错误处理。
超时错误
在设定的时间内未接收到完整 的数据帧时，触发超时错误处
理。
其他错误
根据具体应用场景和需求，定 义并处理其他可能的错误情况
。
04 实际应用案例解析
PC与单片机间通信实现
串口通信协议
通过RS-232或USB转TTL等协议， 实现PC与单片机之间的数据交换。
01
波特率定义
波特率是指串口通信中每秒钟传输的二进制位数，用于衡量串口通信的
速率。
02
定时器配置
单片机的定时器可以用于产生串口通信所需的波特率。通过配置定时器
的计数值和分频系数，可以精确地控制串口的通信速率。
03
波特率误差
由于单片机的时钟频率可能存在误差，因此实际产生的波特率与理论值
之间可能存在一定的误差。在配置定时器时，需要考虑这一误差并进行
下一步学习建议
深入学习串口通信协议，了解 不同协议间的差异和应用场景。
掌握更多的串口编程技巧和方 法，提高编程效率和准确性。
通过实际项目应用，加深对串 口通信原理和实现方法的理解。
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感谢您的观看
方面
06 课程总结与回顾
关键知识点总结
串口通信原理
串口通信是一种异步通信方式，通过发送和接收数据流实现设备间 的信息交换。
串口通信协议
包括数据位、停止位、校验位等参数，用于保证数据传输的准确性 和可靠性。
串口编程方法
通过配置串口参数、发送和接收数据等步骤，实现单片机与计算机或 其他设备间的通信。
实验步骤详细指导
01
5. 数据传输与测试
02
在计算机端打开串口调试助手，设置与单片机相同的串口通信
参数
发送数据并观察单片机接收情况，同时接收单片机发送的数据
03
并显示
实验结果展示和评估标准
展示实验过程中硬件连接和软件 配置截图或照片
展示程序运行结果和串口通信数 据截图或记录
评估标准包括实验完成度、程序 正确性、通信稳定性和创新性等
串口通信常用于计算机与外设、计算机与计算机之间的通信，具有简单、灵活、成 本低廉等优点。
在单片机应用中，串口通信是实现与外部设备或计算机进行数据交换的重要手段。
串口通信协议
01
02
03
RS-232协议
一种常用的串行通信协议， 定义了数据终端设备 （DTE）和数据通信设备 （DCE）之间的接口标准。