51单片机串口通信原理与应用
51单片机串口通信(相关例程)
51单片机串口通信(相关例程) 51单片机串口通信(相关例程)一、简介51单片机是一种常用的微控制器，它具有体积小、功耗低、易于编程等特点，被广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中。
串口通信是51单片机的常见应用之一，通过串口通信，可以使单片机与其他外部设备进行数据交互和通信。
本文将介绍51单片机串口通信的相关例程，并提供一些实用的编程代码。
二、串口通信基础知识1. 串口通信原理串口通信是通过串行数据传输的方式，在数据传输过程中，将信息分为一个个字节进行传输。
在51单片机中，常用的串口通信标准包括RS232、RS485等。
其中，RS232是一种常用的串口标准，具有常见的DB-9或DB-25连接器。
2. 串口通信参数在进行串口通信时，需要设置一些参数，如波特率、数据位、停止位和校验位等。
波特率表示在单位时间内传输的比特数，常见的波特率有9600、115200等。
数据位表示每个数据字节中的位数，一般为8位。
停止位表示停止数据传输的时间，常用的停止位有1位和2位。
校验位用于数据传输的错误检测和纠正。
三、串口通信例程介绍下面是几个常见的51单片机串口通信的例程，提供给读者参考和学习：1. 串口发送数据```C#include <reg51.h>void UART_Init(){TMOD = 0x20; // 设置计数器1为工作方式2(8位自动重装) TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600SCON = 0x50; // 设置串口工作方式1，允许串行接收TR1 = 1; // 启动计数器1}void UART_SendChar(unsigned char dat){SBUF = dat; // 发送数据while (!TI); // 等待发送完成TI = 0; // 清除发送完成标志}void main(){UART_Init(); // 初始化串口while (1){UART_SendChar('A'); // 发送字母A}}```2. 串口接收数据```C#include <reg51.h>void UART_Init(){TMOD = 0x20; // 设置计数器1为工作方式2(8位自动重装) TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600SCON = 0x50; // 设置串口工作方式1，允许串行接收TR1 = 1; // 启动计数器1}void UART_Recv(){unsigned char dat;if (RI) // 检测是否接收到数据{dat = SBUF; // 读取接收到的数据 RI = 0; // 清除接收中断标志// 处理接收到的数据}}void main(){UART_Init(); // 初始化串口EA = 1; // 允许中断ES = 1; // 允许串口中断while (1)// 主循环处理其他任务}}```3. 串口发送字符串```C#include <reg51.h>void UART_Init(){TMOD = 0x20; // 设置计数器1为工作方式2(8位自动重装) TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600SCON = 0x50; // 设置串口工作方式1，允许串行接收TR1 = 1; // 启动计数器1}void UART_SendString(unsigned char *str){while (*str != '\0')SBUF = *str; // 逐个发送字符while (!TI); // 等待发送完成TI = 0; // 清除发送完成标志str++; // 指针指向下一个字符}}void main(){UART_Init(); // 初始化串口while (1){UART_SendString("Hello, World!"); // 发送字符串}}```四、总结本文介绍了51单片机串口通信的基础知识和相关编程例程，包括串口发送数据、串口接收数据和串口发送字符串。
51单片机的多机通信原理
51单片机的多机通信原理1. 什么是51单片机的多机通信？51单片机的多机通信是指在多个51单片机之间进行数据传输和通信的过程。
通过多机通信，可以实现不同单片机之间的数据共享和协作，从而实现更加复杂的功能。
2. 多机通信的原理是什么？多机通信的原理是通过串口进行数据传输。
在多个单片机之间，可以通过串口进行数据的发送和接收。
通过定义好的协议，可以实现数据的传输和解析，从而实现多机之间的通信。
3. 多机通信的步骤是什么？多机通信的步骤包括以下几个方面：（1）定义好通信协议：在多机通信之前，需要定义好通信协议，包括数据的格式、传输方式等。
（2）设置串口参数：在单片机中，需要设置好串口的参数，包括波特率、数据位、停止位等。
（3）发送数据：在发送数据之前，需要将数据按照协议进行格式化，然后通过串口发送出去。
（4）接收数据：在接收数据之前，需要设置好串口的中断，然后在中断中接收数据，并按照协议进行解析。
（5）处理数据：在接收到数据之后，需要对数据进行处理，包括数据的存储、显示等。
4. 多机通信的应用场景有哪些？多机通信的应用场景非常广泛，包括以下几个方面：（1）智能家居系统：通过多机通信，可以实现智能家居系统中不同设备之间的数据共享和协作。
（2）工业控制系统：在工业控制系统中，多机通信可以实现不同设备之间的数据传输和控制。
（3）智能交通系统：在智能交通系统中，多机通信可以实现不同设备之间的数据共享和协作，从而实现更加智能化的交通管理。
（4）机器人控制系统：在机器人控制系统中，多机通信可以实现不同机器人之间的数据传输和控制，从而实现更加复杂的任务。
5. 多机通信的优缺点是什么？多机通信的优点包括以下几个方面：（1）实现数据共享和协作：通过多机通信，可以实现不同设备之间的数据共享和协作，从而实现更加复杂的功能。
（2）提高系统的可靠性：通过多机通信，可以实现数据的备份和冗余，从而提高系统的可靠性。
（3）提高系统的扩展性：通过多机通信，可以实现系统的模块化设计，从而提高系统的扩展性。
51单片机串口通信
一、串口通信原理串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据传输到计算机端，而且也能实现计算机对单片机的控制。
由于其所需电缆线少，接线简单，所以在较远距离传输中，得到了广泛的运用。
串口通信的工作原理请同学们参看教科书。
以下对串口通信中一些需要同学们注意的地方作一点说明：1、波特率选择波特率（Boud Rate）就是在串口通信中每秒能够发送的位数（bits/second）。
MSC-51串行端口在四种工作模式下有不同的波特率计算方法。
其中，模式0和模式2波特率计算很简单，请同学们参看教科书；模式1和模式3的波特率选择相同，故在此仅以工作模式1为例来说明串口通信波特率的选择。
在串行端口工作于模式1，其波特率将由计时/计数器1来产生，通常设置定时器工作于模式2（自动再加模式）。
在此模式下波特率计算公式为：波特率=（1+SMOD）*晶振频率/（384*（256-TH1））其中，SMOD——寄存器PCON的第7位，称为波特率倍增位；TH1——定时器的重载值。
在选择波特率的时候需要考虑两点：首先，系统需要的通信速率。
这要根据系统的运作特点，确定通信的频率范围。
然后考虑通信时钟误差。
使用同一晶振频率在选择不同的通信速率时通信时钟误差会有很大差别。
为了通信的稳定，我们应该尽量选择时钟误差最小的频率进行通信。
下面举例说明波特率选择过程：假设系统要求的通信频率在20000bit/s以下，晶振频率为12MHz，设置SMOD=1（即波特率倍增）。
则TH1=256-62500/波特率根据波特率取值表，我们知道可以选取的波特率有：1200，2400，4800，9600，19200。
列计数器重载值，通信误差如下表：因此，在通信中，最好选用波特率为1200，2400，4800中的一个。
2、通信协议的使用通信协议是通信设备在通信前的约定。
单片机、计算机有了协议这种约定，通信双方才能明白对方的意图，以进行下一步动作。
假定我们需要在PC机与单片机之间进行通信，在双方程式设计过程中，有如下约定：0xA1：单片机读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机；0xA2：单片机从PC机接收一段控制数据；0xA3：单片机操作成功信息。
51单片机串口通信
单片机原理及应用
在逻辑上，SBUF只有一个，它既表示发送寄 存器，又表示接收寄存器，具有同一个单元地址 99H。但在物理结构上，则有两个完全独立的 SBUF，一个是发送缓冲寄存器SBUF，另一个是 接收缓冲寄存器SBUF。如果CPU写SBUF，数据 就会被送入发送寄存器准备发送；如果CPU读 SBUF，则读入的数据一定来自接收缓冲器。即 CPU对SBUF的读写，实际上是分别访问上述两 个不同的寄存器。
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单片机原理及应用
2. 串行控制寄存器SCON 串行控制寄存器SCON用于设置串行口的工作
方式、监视串行口的工作状态、控制发送与接收 的状态等。它是一个既可以字节寻址又可以位寻 址的8位特殊功能寄存器。其格式如图9.9所示。
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单片机原理及应用
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单片机原理及应用
(1)SM0 SM1：串行口工作方式选择位。其状态 组合所对应的工作方式如表9-1所示。
SM0 SM1 00
01
10
11
表9-1 串行口工作方式
工作方式
功 能说 明
0 1 2 3 主目录
同步移位寄存器输入/输出，波特率固定 为fosc/12
10位异步收发，波特率可变(T1溢出率/n， n=32或16)
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单片机原理及应用
(2) 数据位： 在起始位之后，发送端发出(或接收端接收)的是
数据位，数据的位数没有严格的限制，5～8位均 可。由低位到高位逐位传送。
(3) 奇偶校验位： 数据位发送完(接收完)之后，可发送一位用来检
验数据在传送过程中是否出错的奇偶校验位。奇 偶校验是收发双方预先约定好的有限差错检验方 式之一。有时也可不用奇偶校验。
51单片机串口通信原理
51单片机串口通信原理详解1. 引言串口（Serial Port）是一种常用于计算机与外部设备之间进行数据传输的接口，它是一种逐位传输的方式。
51单片机是一种非常常用的单片机，串口通信是其重要的通信方式之一。
本文将详细解释51单片机串口通信的基本原理，包括串口通信的定义、硬件连接示意图、通信协议、数据传输过程以及数据接收处理等方面的内容。
2. 串口通信定义串口通信是一种通过串行通路进行数据传输的通信方式。
它是一种点对点的通信协议，即通信的两端通过共享数据线进行数据交换。
3. 硬件连接示意图完成串口通信，需要将单片机与外部设备进行连接。
下图是一个常见的串口通信连接示意图：___| |TXD <-|---|---> RXD| |RXD <-|---|---> TXD|___|单片机外部设备通常，单片机的TXD引脚连接到外部设备的RXD引脚，而单片机的RXD引脚连接到外部设备的TXD引脚。
4. 串口通信协议串口通信需要明确一种通信协议，以规定数据的传输格式和相关参数。
在51单片机中，常用的串口通信协议有UART（Universal Asynchronous ReceiverTransmitter）和USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）。
UART是指不使用时钟信号而直接利用起始位、数据位和停止位来传输数据的协议，属于异步通信。
USART是指同步和异步传输都能实现的通信协议。
5. 数据传输过程串口通信的数据传输过程可以分为发送和接收两个部分。
5.1 发送数据发送数据的步骤如下：1.配置串口通信参数，包括波特率、数据位、停止位和校验位等。
2.将要发送的数据存放在发送缓冲区中。
3.设置发送开始标志位。
4.如果发送缓冲区为空，则等待直到缓冲区不为空。
5.将发送缓冲区中的数据通过串口发送出去。
6.等待发送完成。
51单片机串口通信程序
51单片机串口通信程序51单片机是我国自主研发的一款微控制器，在国内广泛应用于各种电子设备中。
在很多应用场景中，需要通过串口进行通信，以实现数据传输。
本文将介绍51单片机串口通信程序的编写方法。
一、串口介绍串口是一种通信接口，用于在电子设备之间传输数据。
其主要特点是一条通信线路同时只能传输一位数据，因此称为串口。
串口和并口属于不同的通信接口标准。
串口的优点是具有通信距离远、传输速率快、可靠性高等优点，因此广泛应用于各种场合中。
串口有两种工作模式：同步模式和异步模式。
在实际应用中，异步串口通信更为常见。
二、异步串口通信原理在异步串口通信中，数据的传输是通过发送端和接收端的时钟信号不同步实现的。
在发送数据时，发送端会发出一个起始位，接下来是数据位，最后是一个或多个停止位。
在接收端，当检测到起始位时，开始接收数据。
根据通信协议，在接收完数据位后，接收端会判断是否正确，然后再结束本次通信。
1. 硬件连接在51单片机和电脑之间进行串口通信，需要用到串口转USB线。
将串口转USB线的TxD接口与51单片机的P3.1接口相连，RxD接口与P3.0接口相连。
此外，需要一个5V的电源供给51单片机。
2. 准备工作在编写程序之前，需要进行一些准备工作：（1）将P3口设为外部中断P3口的最低2位是外部中断的2个输入端，需要将它们设为中断输入。
EA=1;EX0=1;（2）设置波特率串口通信需要设置波特率。
常见的波特率有9600、19200、38400等。
对应的波特率常数为0xFD、0xFA、0xF4等。
TH1=0xFD;//波特率9600（3）使能串口中断在发送和接收数据时，会不断产生中断，需要将中断使能。
ES=1;//允许串口中断3. 编写程序（1）发送数据void SendData(unsigned char SendBuff[],unsigned int ULength){unsigned int i;for(i=0;i<ULength;i++){SBUF=SendBuff[i];//发送数据while(TI==0); //等待，直到发送完成TI=0;}}（2）接收数据（3）主函数TMOD|=0x20;//定时器1工作方式2TH1=0xFD;//波特率9600TR1=1;//打开定时器1SCON=0x50;//串口方式1,8位数据,无校验,1停止位EA=1;//开总中断ES=1;//开串口中断while(1){SendData(pSendData,4);//发送数据 RecvData(pRecvData,4);//接收数据if(pRecvData[0]=='K'){P0=0x01;//点亮LED}else{P0=0x00;//关闭LED}}}四、总结。
51单片机原理及应用
51单片机原理及应用51单片机是一种常见的微控制器，以其高性能和广泛应用而受到广大工程师的青睐。
本文将介绍51单片机的原理和应用。
51单片机的原理可以从其硬件结构和工作流程两方面来讲解。
首先是硬件结构。
51单片机包括中央处理器（CPU），存储器（包括存储器管理单元、内部RAM和ROM），输入/输出端口（I/O口），定时器/计数器，串行通信接口等。
CPU是整个系统的核心，负责指令的执行和数据的处理。
存储器用于存储程序和数据，其中ROM存储程序代码，RAM用于暂存数据。
I/O口用于与外部设备进行信息交互。
定时器/计数器用于产生精确的时间延迟和计数操作。
串行通信接口用于与其他设备进行数据传输。
其次是工作流程。
51单片机的工作流程一般包括初始化、输入/输出控制和运算处理三个阶段。
初始化阶段主要是对各个模块的配置和初始化，例如设置时钟频率、串口波特率等。
输入/输出控制阶段通过读取输入设备（如按键、传感器等）的状态，控制外部设备（如LED灯、马达等）的状态。
运算处理阶段通过执行指令，对数据进行处理和计算。
至于应用方面，51单片机具有广泛的应用领域。
主要应用包括控制系统、嵌入式系统、通信系统、工业自动化等。
在控制系统中，51单片机可以用于控制家电、机器人、机械设备等。
在嵌入式系统中，51单片机可以应用于智能家居、智能交通、智能仪表等。
在通信系统中，51单片机可以用于电话、网络和无线通信设备等。
在工业自动化中，51单片机可以用于工厂生产线控制、仪器仪表控制等。
总结起来，51单片机的原理和应用都是非常重要的。
通过了解其硬件结构和工作流程，可以更好地理解其工作原理。
而了解其应用领域，则可以为工程师在实际项目中的选择和设计提供参考。
51单片机双机通信原理(一)
51单片机双机通信原理(一)51单片机双机通信简介•什么是51单片机双机通信•双机通信的作用和应用场景基本原理•单片机串口通信原理–串口通讯协议–数据帧的构成•串口通信的硬件连接–引脚连接方式–串口信号格式设置单向通信实现•主从模式–主机发送数据–从机接收数据•编程实现–主机端程序设计–从机端程序设计双向通信实现•主从模式–主机发送数据–从机接收数据–主机接收数据–从机发送数据•编程实现–主机端程序设计–从机端程序设计通信协议的设计•自定义通信协议–协议的格式–数据的解析与封装高级功能扩展•多机通信实现•数据加密与解密•异常处理与误码纠错总结•51单片机双机通信的基本原理和实现方式•可能遇到的问题及解决方案•双机通信的进一步应用展望简介51单片机双机通信是指使用51系列单片机实现两台或多台单片机之间的数据传输和通信。
双机通信可以实现在多个单片机之间传递数据、完成控制指令的下发、数据的采集和处理等功能。
在各种电子设备和嵌入式系统中，双机通信被广泛应用，可以实现设备之间的互联和协同工作，提高系统的灵活性和智能化水平。
基本原理单片机串口通信原理串口通信是一种将数据通过串行线路进行传输的通信方式。
在51单片机的串口通信中，常用的是UART（通用异步收发传输器）通信协议。
UART通信采用的是异步传输方式，数据按照固定的数据帧格式进行传输。
串口通信的硬件连接在51单片机的串口通信中，需要将主机和从机的UART引脚连接起来。
常用的连接方式是通过一对直线的串行数据线（TXD和RXD）连接主从机，其中TXD是发送数据的引脚，RXD是接收数据的引脚。
为了确保数据的正确传输，还需要进行串口信号格式的设置，包括波特率、数据位数、停止位数和校验位等。
单向通信实现主从模式在单向通信中，主机负责发送数据，从机负责接收数据。
主机通过串口发送数据帧，从机通过串口接收数据帧，并进行相应的处理。
编程实现在主机端程序设计中，需要配置串口通信的参数，并使用串口发送数据的相关函数来发送数据。
51单片机模拟串口的三种方法
51单片机模拟串口的三种方法单片机模拟串口是指通过软件实现的一种串口通信方式，主要应用于一些资源有限的场合，如单片机中没有硬件UART模块的情况下。
下面将介绍三种常用的单片机模拟串口的方法。
1.轮询法轮询法是最简单的一种模拟串口方法，其原理是通过轮询方式不断查询接收和发送的数据。
在接收数据时，单片机通过忙等待的方式查询接收端是否有数据到达，并且处理数据。
在发送数据时，单片机通过检查发送端是否空闲，然后发送数据。
这种方法的优点是实现简单，占用资源少。
缺点是轮询过程可能会浪费一定的时间，同时由于忙等待可能会占用CPU资源，影响其他任务的执行。
2.中断法中断法是一种基于中断机制实现的模拟串口方法，其原理是通过外部中断或定时器中断触发，单片机响应中断并进行串口数据的接收和发送。
在接收数据时，单片机通过外部中断或定时器中断来检测串口接收中断，并处理接收到的数据；在发送数据时，单片机通过定时器中断来定时发送数据。
这种方法的优点是能够及时响应串口的数据接收和发送，不会浪费过多的时间。
缺点是中断处理可能会占用一定的CPU资源，同时中断嵌套可能会引起一些问题。
3.环形缓冲法环形缓冲法是一种基于环形缓冲区的模拟串口方法，其原理是通过环形缓冲区来缓存接收和发送的数据。
在接收数据时，单片机将串口接收到的数据放入环形缓冲区，并使用指针指示当前读取位置和写入位置，然后通过轮询或中断方式从缓冲区中读取数据并进行处理；在发送数据时，单片机将要发送的数据放入环形缓冲区，并通过轮询或中断方式从缓冲区中读取数据并发送。
这种方法的优点是能够有效地处理串口数据的接收和发送，不会浪费过多的时间，并且能够缓存一定量的数据。
缺点是需要额外的缓冲区，占用一定的内存空间。
综上所述，通过轮询法、中断法和环形缓冲法三种方法，可以实现单片机的串口模拟功能。
根据实际需求，选择合适的方法来实现串口通信。
51单片机串口中断原理
51单片机串口中断原理51单片机是一种非常常见的单片机，它的串口中断功能也是非常重要的。
本文将介绍51单片机串口中断的原理。
串口中断是指当串口接收到数据时，单片机会自动中断当前的程序，转而去执行串口中断服务程序。
这样可以避免程序一直等待串口接收数据，浪费CPU资源。
在51单片机中，串口中断可分为接收中断和发送中断。
接收中断是指当串口接收到数据时，单片机会自动中断当前程序，转而去执行串口接收中断服务程序。
发送中断则是在发送数据时，当数据发送完成后，单片机会自动中断当前程序，转而去执行串口发送中断服务程序。
在使用51单片机进行串口通信时，首先需要设置串口的波特率、数据位、停止位和校验位等参数。
然后需要开启串口中断，并编写相应的串口接收和发送中断服务程序。
串口接收中断服务程序通常包括以下步骤：1. 判断是否接收到数据2. 读取接收缓冲区中的数据3. 处理接收到的数据4. 清除接收中断标志位串口发送中断服务程序通常包括以下步骤：1. 判断是否发送完成2. 将下一个数据发送到发送缓冲区3. 清除发送中断标志位需要注意的是，在编写串口中断服务程序时，需要将其放在特定的地址处，并使用特定的关键字进行声明。
具体的实现方法可以参考51单片机的相关手册和资料。
除了使用串口中断进行数据传输外，还可以使用定时器中断来完成一些周期性任务。
例如，可以使用定时器中断来实现定时发送数据、定时检测传感器等功能。
总之，51单片机串口中断是一种非常重要的功能，可以大大提高单片机的性能和效率。
掌握了其原理和实现方法，可以使我们更加灵活地应用51单片机进行各种任务。
实验四 串行通信实验
实验四 串行通信实验一、实验目的1．了解51单片机串行口的结构、串行通讯的原理。
2．掌握51单片机与PC 机之间通讯的方法。
3. 学习系统应用程序的设计和调试二、实验设备PC 机一台 、 实验教学板一块。
三、实验原理51单片机的串行接口是全双工的，它能做异步接收器/发送器（UART ），也能做同步移位寄存器使用。
在做UART 使用时，相关的寄存器有SBUF 、SCON 、和PCON 中的波特率倍增位SMOD 。
SBUF 是数据发送缓冲器和接收缓冲器，逻辑上用同一个地址，物理上是分开的，用读写操作来选择。
SCON 是串行口控制寄存器，用于设定串行口的工作方式；保存方式2和方式3的第9位数据；存放发送、接收的中断标志。
在串行通讯的方式1和方式3中，通信的波特率是可以设置的，满足下式：2/132SMOD=⨯波特率（定时器计数器的溢出率）PC 机的串行通讯口是借助通用异步接收发送器8250（或16C550等）实现的，可使用comdebug.exe 等提供了有关串行口的收、发操作窗口的软件实现通讯。
PC 机的串行通讯采用RS232电平，因此要求单片机的实验板也要配置RS232接口，解决逻辑电平的配接。
如果通讯距离较远，则要配接调制解调器。
四、实验内容1， 自发自收用一根短路线，将实验板中RS232插口的RXD 和TXD 两个插孔短路。
然后编程设定串行口为工作方式1，传送55H 和0AAH 两个数据。
实验要求：程序采用查询方式。
每传送、接收一个数据，做一次检查，看是否正确，若两次都正确，则在显示器上显示“GOOD”，若不正确，则不显示，并要重新传送。
2， 单片机与PC 机的通信先使用通讯电缆将单片机的RS232接口与PC 机的COM1口连接，PC 机起动并运行comdebug.exe 软件，窗口上设置波特率为1200，8位数据、一个停止位。
单片机端也采用工作方式1，波特率为1200，完成单片机与PC 机的通信。
51单片机串口原理
51单片机串口原理
51单片机串口原理是指通过串行通信协议实现数据的发送与
接收的一种通信方式。
串口通信可以用于串联外部设备与单片机进行数据传输，如与计算机、传感器、模块等进行数据交互。
串口通信由发送端与接收端组成。
发送端将要发送的数据转换成串行数据流，通过串行引脚将数据发送到接收端。
接收端接收到串行数据流后，将其转换为并行数据并进行相应的处理。
51单片机的串口通信主要依靠两个寄存器：TBUF（发送缓冲器）和RBUF（接收缓冲器）。
发送端通过向TBUF写入数据
实现数据发送，接收端通过读取RBUF来获取接收到的数据。
串口通信的波特率是指每秒钟传送的位数，它是串口通信中十分重要的参数。
串口通信的波特率由波特发明，并以其名字命名。
常见的波特率有9600、38400、115200等。
串口通信使用的是异步串行通信，即数据以比特为单位依次传送。
在每个数据字节的前后，都有一个起始位和一个或多个停止位。
起始位用于通知接收端数据的到来，停止位用于标记数据的结束。
在51单片机中，通过设置相应的寄存器来配置串口的波特率、数据位数、停止位数和校验位。
通过配置串口通信的参数，可以实现不同设备之间的数据传输。
以上就是51单片机串口通信的基本原理，通过串口通信可以
实现单片机与外部设备之间的数据交互，为嵌入式系统的开发提供了方便和灵活性。
51单片机串行通信原理
51单片机串行通信原理串行通信是指在信息传输时，数据位逐个进行传输的方式。
51单片机串行通信是指在51单片机中，使用串行通信协议进行数据传输。
1.串行传输方式：串行通信中，数据位按照顺序逐个传输。
每个数据位传输结束后，发送端或接收端会发送一个时钟信号来同步数据的传输。
2.通信协议：串行通信需要定义一种通信协议，用于规定数据传输的格式和规则。
常用的串行通信协议包括UART（通用异步收发传输）协议、SPI（串行外设接口）协议和I2C（串行双线制）协议等。
3.UART串行通信协议：UART协议是一种异步串行通信协议，常用于单片机与外部设备（如计算机、模块等）之间的通信。
UART使用一对传输线（分别为传输线和接收线）进行数据的传输，通过起始位、数据位、校验位和停止位等进行数据的解析和传输。
4.SPI串行通信协议：SPI协议是一种同步串行通信协议，常用于单片机与外部设备之间的通信。
SPI使用四根传输线（分别为传输线、接收线、时钟线和片选线）进行数据的传输，通过时钟信号同步数据的传输。
SPI协议具有母－从的结构，单片机可以作为主设备控制从设备的操作。
5.I2C串行通信协议：I2C协议是一种双线制串行通信协议，常用于单片机与外部设备之间的通信。
I2C使用两条传输线（分别为传输线和接收线）进行数据的传输，通过时钟信号同步数据的传输。
I2C协议具有多主－多从的结构，多个设备可以共享同一条数据线。
6.数据传输流程：在串行通信过程中，发送端会将数据位逐个传输到接收端。
接收端接收到数据位后，对数据进行解析和处理。
在UART协议中，通信开始时发送端会发送起始位，然后发送数据位，接收端解析数据位后，可以进行校验，最后发送停止位。
在SPI和I2C协议中，发送端通过时钟信号同步数据的传输，并通过片选线或地址来选择接收端。
以上就是51单片机串行通信的原理，通过串行通信可以有效地进行数据传输和设备间的通信。
51单片机与PC串口间通讯设计与分析
51单片机与PC串口间通讯设计与分析一、串口通讯原理串口通讯是指通过串口来进行数据的收发传输的一种通讯方式。
串口通讯分为同步串行通讯和异步串行通讯两种方式，而51单片机与PC之间的串口通讯采用的是异步串行通讯方式。
异步串行通信是指每个数据字节之间可以有可变长度的停止位和起始位。
串口通讯一般由以下几个部分组成：1.传输数据线：用于传输数据的信号线，包括发送数据线（TXD）和接收数据线（RXD）。
2.时钟线：用于提供通讯双方的时钟信号。
3.控制线：用于控制串口通讯的流程，包括数据准备好（DSR）、数据就绪（DTR）等。
二、串口通讯协议串口通讯协议是约定通讯双方数据传输的格式和规则，常见的串口通讯协议有RS-232、RS-485等。
在51单片机与PC之间的串口通讯中，一般使用的是RS-232协议。
RS-232协议规定了数据的起始位、数据位数、校验位和停止位等。
起始位用于标识数据的传输开始，通常为一个逻辑低电平；数据位数指定了每个数据字节的位数，常见的值有5位、6位、7位和8位等；校验位用于校验数据的正确性，一般有无校验、奇校验和偶校验等选项；停止位用于表示数据的传输结束，通常为一个逻辑高电平。
三、51单片机串口的程序设计#include <reg52.h>#define UART_BAUDRATE 9600 // 波特率设置#define UART_DIV 256- UART_BAUDRATE/300void UART_Init( //串口初始化TMOD=0x20;SCON=0x50;PCON=0x00;TH1=UART_DIV;TL1=UART_DIV;TR1=1;EA=1;ES=1;void UART_SendByte(unsigned char ch) //串口发送字节TI=0;SBUF = ch;while(TI == 0);TI=0;void UART_Interrupt( interrupt 4 //串口中断处理if(RI)unsigned char ch;ch = SBUF;RI=0;//处理接收到的数据}if(TI)TI=0;//发送下一个字节}void mainUART_Init(;while(1)//主循环}在上述程序中，首先通过UART_Init(函数进行串口初始化，其中设置了波特率为9600；然后使用UART_SendByte(函数发送数据，调用该函数时会把数据放入SBUF寄存器，并等待TI标志位变为1；最后，在UART_Interrupt(函数中，使用RI标志位判断是否收到数据，然后对数据进行处理，TI标志位判断是否发送完当前字节。
51单片机原理与应用
51单片机原理与应用51单片机是一种常用的单片机，其原理和应用十分广泛。
本文将从原理、结构、工作原理、应用领域等方面进行介绍。
一、原理和结构51单片机是指Intel公司推出的一种8位单片机，其核心是8051系列的芯片。
它具有高度集成、低功耗、易于编程等特点。
51单片机的结构包括中央处理器、存储器、输入输出端口、定时器计数器、串行通信接口等部分。
其中，中央处理器是51单片机的核心，负责执行各种指令和控制整个系统的运行。
二、工作原理51单片机的工作原理是通过执行存储在存储器中的指令来完成各种功能。
它通过中央处理器获取指令，然后根据指令的要求进行相应的操作。
51单片机的指令由操作码和操作数组成，操作码表示要执行的操作，操作数表示操作的对象。
通过不同的指令和操作数的组合，可以实现各种功能，如输入输出控制、定时器计数、串行通信等。
三、应用领域由于51单片机具有体积小、功耗低、成本低等优势，因此在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 嵌入式系统：51单片机可以用于控制各种嵌入式系统，如家电、智能家居、机器人等。
通过编程控制，可以实现各种功能，如温度控制、灯光控制、运动控制等。
2. 工业自动化：51单片机可以用于工业控制系统，如自动化生产线、仪器仪表等。
通过与传感器、执行器等设备的连接，可以实现对生产过程的监控与控制。
3. 通信设备：51单片机可以用于各种通信设备，如无线模块、蓝牙模块等。
通过与通信模块的配合，可以实现无线通信、数据传输等功能。
4. 汽车电子：51单片机可以用于汽车电子控制系统，如发动机控制单元、车身电子控制单元等。
通过编程控制，可以实现对汽车各个系统的监控与控制。
5. 教育领域：由于51单片机易于学习和应用，因此在教育领域也有广泛的应用。
学生可以通过实践操作，了解单片机的工作原理和应用，提高动手能力和创新思维。
51单片机是一种应用广泛的单片机，它具有高度集成、低功耗、易于编程等特点。
51单片机原理及应用
51单片机原理及应用51单片机（AT89C51）是一种高性能、低功耗的CMOS8位微控制器，它集成了CPU核心、ROM、RAM、I/O端口、定时器/计数器、串行通信接口等功能模块。
它是基于哈佛结构的架构，具有较高的运行速度和强大的功能。
1.CPU核心：51单片机采用了8051型CPU核心，其指令集丰富，包括基本的算数逻辑操作、数据传输操作、位操作以及控制操作等。
2.存储器：51单片机内部带有4KB的可编程ROM，用于存放程序代码；同时还有128字节的RAM用于存放数据。
3.I/O端口：51单片机共有四组I/O端口，分别为P0、P1、P2和P3，每个端口都是8位的双向口。
4. 定时器/计数器：51单片机内部带有两个独立定时器/计数器，分别为Timer 0和Timer 1，它们可以用于计时、定时和外部计数等操作。
5.串行通信接口：51单片机内部带有一个串行通信接口（UART），可以实现串行数据的收发操作。
1.嵌入式系统开发：51单片机具有强大的IO口和丰富的功能模块，可用于开发各种嵌入式系统，如家电控制、电子锁、智能家居等。
2.工业自动化：51单片机广泛应用于工业领域，可以实现各种传感器的数据采集、控制执行器动作、工业过程监控等功能。
3.车载电子：51单片机可以用于车辆电子系统的设计与控制，如车载仪表盘、车内电子设备控制、车载导航系统等。
4.家庭电子：51单片机可以用于各种家庭电子产品的设计与控制，如电视、音响、游戏机等。
5.学术研究：51单片机常用于电子、计算机等相关专业的教学与研究，学生可以通过对其原理及应用的学习，提高自己的电子设计与开发能力。
需要注意的是，由于51单片机已经推出多年，技术相对较老，目前市场逐渐被更先进的32位单片机所取代。
但由于其成熟可靠、易学易用的特点，仍然在一些特定领域得到广泛应用。
总之，51单片机具有强大的功能和广泛的应用领域，熟悉其原理及应用对于掌握嵌入式系统的设计和开发具有重要意义。
51单片机串口通信
51单片机串口通信串行口通信是一种在计算机和外部设备之间进行数据传输的通信方式，其中包括了并行通信、RS-232通信、USB通信等。
而在嵌入式系统中，最常见、最重要的通信方式就是单片机串口通信。
本文将详细介绍51单片机串口通信的原理、使用方法以及一些常见问题与解决方法。
一、串口通信的原理串口通信是以字节为单位进行数据传输的。
在串口通信中，数据传输分为两个方向：发送方向和接收方向。
发送方将待发送的数据通过串行转并行电路转换为一组相对应的并行信号，然后通过串口发送给接收方。
接收方在接收到并行信号后，通过串行转并行电路将数据转换为与发送方发送时相对应的数据。
在51单片机中，通过两个寄存器来实现串口通信功能：SBUF寄存器和SCON寄存器。
其中，SBUF寄存器用于存储要发送或接收的数据，而SCON寄存器用于配置串口通信的工作模式。
二、51单片机串口通信的使用方法1. 串口的初始化在使用51单片机进行串口通信之前，需要进行串口的初始化设置。
具体的步骤如下：a. 设置波特率：使用波特率发生器，通过设定计算器的初值和重装值来实现特定的波特率。
b. 串口工作模式选择：设置SCON寄存器，选择串行模式和波特率。
2. 发送数据发送数据的过程可以分为以下几个步骤：a. 将要发送的数据存储在SBUF寄存器中。
b. 等待发送完成，即判断TI（发送中断标志位）是否为1，如果为1，则表示发送完成。
c. 清除TI标志位。
3. 接收数据接收数据的过程可以分为以下几个步骤：a. 等待数据接收完成，即判断RI（接收中断标志位）是否为1，如果为1，则表示接收完成。
b. 将接收到的数据从SBUF寄存器中读取出来。
c. 清除RI标志位。
三、51单片机串口通信的常见问题与解决方法1. 波特率不匹配当发送方和接收方的波特率不一致时，会导致数据传输错误。
解决方法是在初始化时确保两端的波特率设置一致。
2. 数据丢失当发送方连续发送数据时，接收方可能会出现数据丢失的情况。
51单片机C语言应用开发实例精讲8结构实例6：单片机的串口通信
8. 结构实例6：单片机串口通信虽然那个流水灯游戏的可玩性和按键手感问题还值得再好好提升一下，但小月更希望调剂一下，转而开始了对手头烧写板上关于RS-232转换部分的学习。
小月的做法并不难以理解，毕竟与RS-232转换的相关电路在原理图中还是相当显眼的，甚至于他手头编程器的别名就是RS-232转换器。
图8.1 单片机中负责RS-232通讯的电路在烧写器一端与电脑连接的两个接头中，9针的RS-232接口就是串口通信线，而另一个USB口仅接通了+5V和GND，只有给烧写器供电的作用。
这样就可以知道，电脑可以通过RS-232对单片机的内部程序进行改写。
那么，这就意味着单片机与电脑间必然可以进行数据的交换，这种交换，就叫做通信。
所谓串口通信，就是指这种基于RS-232串口的通信方式。
RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。
最早是为使电脑通过电话线系统相互通信的调制解调器上而是设计的。
后来发展到连接鼠标或打印机上，目前已经被支持设备的即插即用和热插拔功能的USB所替代，但仍广泛的用于工业仪器仪表中，同时也是单片机最基础和最常见的通信方式。
不过要把“最基础和最常见”这两个最拆开来说，就要在后面加上“之一”了。
虽然目前的通信技术日新月异，但这种说法在今后很长一段时期内都是成立的，也正因为这样的特点，STC的51系列单片机都是默认通过RS-232方式进行烧写的。
作为两台设备之间进行的通信，必然需要共同遵守某种规定或规则，包括交流什么、怎样交流及何时交流。
这个规则就是通信协议。
RS-232通信中通信协议的原则就是串口按位（bit）发送和接收数据。
线路上，RS-232通信使用3根线完成，分别是地线、发送、接收。
端口能够在一根线上发送数据的同时在另一根线上接收数据，即全双工传输。
全双工传输是传输制式的一种分类方式中的一类，除此还有单工传输和半双工传输。
单工传输，是指消息只能单方向传输的工作方式。
MCS-51单片机的串行口及串行通信技术
MCS-51单⽚机的串⾏⼝及串⾏通信技术数据通信的基本概念串⾏通信有单⼯通信、半双⼯通信和全双⼯通信3种⽅式。
单⼯通信：数据只能单⽅向地从⼀端向另⼀端传送。
例如，⽬前的有线电视节⽬，只能单⽅向传送。
半双⼯通信：数据可以双向传送，但任⼀时刻只能向⼀个⽅向传送。
也就是说，半双⼯通信可以分时双向传送数据。
例如，⽬前的某些对讲机，任⼀时刻只能⼀⽅讲，另⼀⽅听。
全双⼯通信：数据可同时向两个⽅向传送。
全双⼯通信效率最⾼，适⽤于计算机之间的通信。
此外，通信双⽅要正确地进⾏数据传输，需要解决何时开始传输，何时结束传输，以及数据传输速率等问题，即解决数据同步问题。
实现数据同步，通常有两种⽅式，⼀种是异步通信，另⼀种是同步通信。
异步通信在异步通信中，数据⼀帧⼀帧地传送。
每⼀帧由⼀个字符代码组成，⼀个字符代码由起始位、数据位、奇偶校验位和停⽌位4部分组成。
每⼀帧的数据格式如图7-1所⽰。
⼀个串⾏帧的开始是⼀个起始位“0”，然后是5〜8位数据（规定低位数据在前，⾼位数据在后），接着是奇偶校验位（此位可省略），最后是停⽌位“1”。
起始位起始位"0”占⽤⼀位，⽤来通知接收设备，开始接收字符。
通信线在不传送字符时，⼀直保持为“1”。
接收端不断检测线路状态，当测到⼀个“0”电平时，就知道发来⼀个新字符，马上进⾏接收。
起始位还被⽤作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进⾏。
数据位数据位是要传送的数据，可以是5位、6位或更多。
当数据位是5位时，数据位为D0〜D4；当数据位是6位时，数据位为D0〜D5；当数据位是8位时，数据位为D0〜D7。
奇偶校验位奇偶校验位只占⼀位，其数据位为D8。
当传送数据不进⾏奇偶校验时，可以省略此位。
此位也可⽤于确定该帧字符所代表的信息类型，“1"表明传送的是地址帧，“0”表明传送的是数据帧。
停⽌位停⽌位⽤来表⽰字符的结束，停⽌位可以是1位、1.5位或2位。
停⽌位必须是⾼电平。
接收端接收到停⽌位后，就知道此字符传送完毕。
51单片机原理及应用
51单片机原理及应用51单片机是一种常见的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍51单片机的原理及其在实际应用中的一些常见情况。
首先，我们来了解一下51单片机的基本原理。
51单片机是一种嵌入式微处理器，具有微型计算机的所有功能，包括CPU、RAM、ROM、I/O端口等。
它采用哈佛结构，指令和数据分开存储，具有较高的运行速度和稳定性。
在实际应用中，我们可以通过编程来控制51单片机的各种功能，实现各种不同的应用。
其次，我们来看一下51单片机在实际应用中的一些常见情况。
首先是51单片机的程序设计。
在进行51单片机的程序设计时，我们需要首先了解51单片机的指令集和编程语言，然后根据实际需求编写相应的程序。
在程序设计过程中，我们需要考虑到51单片机的资源限制，合理利用其内存和计算能力，确保程序的稳定运行。
另外，51单片机的外围设备连接也是一个重要的应用方面。
在实际应用中，我们通常会将51单片机与各种传感器、执行器等外围设备连接起来，通过编程控制它们的工作。
这就涉及到了51单片机的I/O端口的应用，我们需要合理配置这些端口，确保与外围设备的正常通信。
此外，51单片机的通信和网络应用也是一个重要的方面。
在一些应用场景中，我们需要将多个51单片机连接起来，实现数据的交换和通信。
这就需要考虑到51单片机的通信协议和网络连接方式，确保数据的可靠传输和处理。
最后，我们来看一下51单片机在实际产品中的应用。
51单片机广泛应用于各种电子设备中，包括家电、工业控制、汽车电子等各个领域。
在这些产品中，51单片机通常扮演着控制和处理数据的角色，通过编程实现各种功能，提高产品的智能化和自动化水平。
总之，51单片机作为一种常见的微控制器，在实际应用中具有广泛的应用前景。
通过对其原理和应用的深入了解，我们可以更好地利用它的功能，实现各种不同的应用需求。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读。
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P2.7
89C51
RD WR
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
CS
RD WR
8255
图9.1 并行通信示意图
TXD RXD 89C51
发送 接收
RXD TXD
外设
图9.2 串行通信示意图
目前串行通信在单片机双机、多机以及单片机 与PC机之间的通信等方面得到了广泛应用。
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3. 串行口的工作方式： 理解串行通信4种工作 方式的特点和区别；掌握串行工作方式0的应 用； 熟悉串行工作方式1、2、3应用程序的 编制方法。
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单片机原理及应用
4. 多机通信原理：理解多机通信的原理、过程 和编制多机通信应用程序的方法。
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单片机原理及应用
(4) 停止位： 字符帧格式的最后部分是停止位，逻辑“1”电平
有效，它可占1/2位、1位或2位。停止位表示传送 一帧信息的结束，也为发送下一帧信息作好准备。
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单片机原理及应用
Hale Waihona Puke 9.1.2 串行通信的波特率
波特率(Baud Rate)是串行通信中一个重要概 念，它是指传输数据的速率, 亦称比特率。波特率 的定义是每秒传输二进制数码的位数。如：波特率 为1200bps是指每秒钟能传输1200位二进制数码。
空闲位
第n+1字符帧
起 始 位 8位数据
D7 0/1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1 1 1 1 0 D0 D1
图9.4 异步通信帧格式
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单片机原理及应用
(1) 起始位： 在没有数据传送时，通信线上处于逻辑“1”状态。 当发送端要发送1个字符数据时，首先发送1个逻 辑“0”信号，这个低电平便是帧格式的起始位。 其作用是向接收端表示发送端开始发送一帧数据。 接收端检测到这个低电平后，就准备接收数据信 号。
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单片机原理及应用
9.1.1 异步通信和同步通信
串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通 信两种基本通信方式。
1. 同步通信(Synchronous Communication) 同步通信是一种连续传送数据的通信方式，一
次通信传送多个字符数据，称为一帧信息。数据传 输速率较高，通常可达56000bps或更高。其缺点是 要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。
波特率也不同于发送时钟和接收时钟频率。 同步通信的波特率和时钟频率相等，而异步通信 的波特率通常是可变的。
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单片机原理及应用
9.1.3 串行通信的制式 在串行通信中，数据是在两个站之间传送的。
按照数据传送方向，串行通信可分为三种制式。
1. 单工制式(Simplex) 单工制式是指甲乙双方通信只能单向传送数
组成数据帧进行传送的。收、发端各有一套彼此独 立，互不同步的通信机构，由于收发数据的帧格式 相同，因此可以相互识别接收到的数据信息。
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单片机原理及应用
异步通信信息帧格式如图9.4所示。
第n-1字符
帧 奇
偶停 起
8位数据
校止 验位
始 位
第n字符帧 8位数据
奇 偶停 校止 验位
波特率的倒数即为每位数据传输时间。例如：
波特率为1200bps，每位的传输时间为：
T d
=
1 1200
=0.
833(ms)
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单片机原理及应用
波特率和字符的传输速率不同，若采用图9.4 的数据帧格式，并且数据帧连续传送（无空闲 位），则实际的字符传输速率为1200/11=109.09 帧/秒。
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单片机原理及应用
9.1 串行通信基础知识
计算机与外界的信息交换称为通信。通信的基 本方式可分为并行通信和串行通信两种。
所谓并行通信是指数据的各位同时在多根数据 线上发送或接收。
串行通信是数据的各位在同一根数据线上依次 逐位发送或接收。
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单片机原理及应用
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标： 1. 串行通信的基本概念：了解并行/串行通信的
概念；理解串行通信中的异步/同步通信的基 本概念；理解波特率的概念，学会计算波特率 的方法；4了解串行通信的三种制式及校验方 法。
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单片机原理及应用
2. AT89C51串行口：串行接口结构及其功能； 理解串行数据缓冲器SBUF的功能和读写方 法； 熟悉SCON的结构、控制作用和设置方 法； 了解电源控制寄存器PCON，熟悉 SMOD位。
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单片机原理及应用
(2) 数据位： 在起始位之后，发送端发出(或接收端接收)的是
数据位，数据的位数没有严格的限制，5～8位均 可。由低位到高位逐位传送。
(3) 奇偶校验位： 数据位发送完(接收完)之后，可发送一位用来检
验数据在传送过程中是否出错的奇偶校验位。奇 偶校验是收发双方预先约定好的有限差错检验方 式之一。有时也可不用奇偶校验。
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单片机原理及应用
同步通信的数据帧格式如图9.3所示。
同步 数 据 数 据 … 数据字 数 据 校 验 (校验
字符 字符1 字符2
符n-1 字符n 字 符 字符)
图9.3 同步通信数据传送格式
2. 异步通信(Asynchronous Communication) 在异步通信中，数据通常是以字符或字节为单位
据。单工制式如图9.5所示。
发送器A
接收器B
图9.5 单工制式
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单片机原理及应用
2. 半双工制式(Half duplex) 半双工制式是指通信双方都具有发送器和接
收器，双方既可发送也可接收，但接收和发送不 能同时进行，即发送时就不能接收，接收时就不 能发送。半双工制式如图9.6所示。
单片机原理及应用
第9章 串行接口及串行通信技术
教学目标 9.1 串行通信基础知识 9.2 AT89C51的串行接口 9.3 AT89C51串行接口的应用与编程 9.4 多机通信 9.5 PC机与单片机间的串行通信 9.6 实训指导 本章小结 思考题与习题
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单片机原理及应用