十余載開發經驗述單片機基礎理論知識

單片機基礎理論知識包括模擬電路、數字電路和C語言知識，模擬電路與數字電路屬于抽象學科，要把這些學好還得費點功夫，但是在學習單片機之前，覺得自己模擬電路和數字電路基礎不好的話，先不要急著入門單片機，首先應該先回顧所學過的模擬電路和數字電路知識，為學習單片機奠定堅實基礎，否則，你的單片機學習之路不僅會很艱難和漫長，意志不堅定還可能半途而廢。

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扎實的電子技術基礎是學好單片機的關鍵，直接影響到你單片機學習進程的快慢，單片機屬于數字電路，其概念、術語、硬件結構和原理都源自數字電路，如果數字電路基礎扎實，對復雜的單片機硬件結構和原理就能很容易理解，能輕松地邁開學習的第一步，自信心也會隨之樹立起來，一般建議先學習模擬電路再去學習數字電路，扎實的模擬電路基礎不僅讓你容易看懂別人設計的電路，還能讓你自己設計的電路更為可靠，從而提高產品質量。

補充一些單片機串行通信的基礎知識點，硬件層是對電氣特性作了一些規定，比如232它會對它的接口做一些規定，接口特性用什么樣子機械的接口用什么樣的標準它都會有一個規定，包括USB對信號線會有規定，對它的電氣特性會有規定，對USB的接口也有一個規定，用的A型接口還是B型接口，還是type c的接口，接口標準是有嚴格規定的，有各種各樣的標準來做工作，各種廠商包括用戶都遵循標準來設計硬件，有的硬件的標準，只是電氣特性的標準，比如485實際上只規定電氣特性，并沒有對它的接口做規定，所以做485的時候會有各種各樣的接口，有的可能是用的232的接口，有的是用的網線接口，有的就是用簡單的接線端子。

51單片機是異步串口通信，收發雙方如何知道什么時候開始發送數據，什么時候開始接收數據，TXD和RXD它倆之間沒有一根時鐘信號線來做時鐘的同步，同步傳輸是有一個時鐘信號線，在它的控制下可以做數據的傳輸，收發雙方用的同一個時鐘，所以都可以來監控時鐘，知道數據什么時候開始發送，什么時候開始接收，如果是異步串口通信，線上和地線之間出現電平，在做異步串口通信的時候的幀格式，在這根線上要傳出的電平要么就是0V，要么就是5V，如果這根線上出現0V它傳輸的數據是0，如果是5V它傳輸的數據就是邏輯1。

來做傳輸的時候怎么樣來表明現在開始啟動傳輸，現在傳輸完了，異步串口通信信號線上默認在空閑的時候，把它處于高電平，所以在空閑的時候線上永遠呈現的是5V，TXT一端要想發送數據，不管當前發送的數據是1和0，比如要發送數據是1010，低位先發，高位后發，B端要發送數據，或者數據傳輸開始了，可以在發送數據之前，在啟動發送之前先發送一個起始位，異步串口通信是一幀一幀的字符來傳輸的，在發送數據之前，當的數據是八位還是七位，也是由用戶來設定的。

比如八位的數據要想在發送數據之前告訴B端，要開始發送數據，加一個起始位補充一個0代表是起始位，看如果總線上一直是空閑狀態，B端監控這條總線，一旦把它拉成低電平，信號線就會從高電平跳成低電平，B端就能夠發現，因為在監控總線，發現這根線上從高電平變成低電平就認為要開始一次數據傳輸了，收發雙方會約定好是幾位數據位，比如接收這八個數據位，接收完發送完這八個數據位之后要把它拉成高電平，使總線繼續處于空閑，首先發一個起始位，然后發一個數據位然后再發一個停止位，最后高電平叫做停止位，一幀數據就是包括這么幾個部分，起始位，數據位，停止位，奇偶校驗位。

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當總線處于空閑的時候想啟動一次發送，為使總線處于低電平，B端知道要產生一次數據傳輸，接下來就可以發送數據，把它出現在總線上，已經知道開始發送數據，緊接著就能夠接收八個數據，接收完八個數據之后，要補充一個停止位，告訴它這一幀數據，這一個字節的數據發送完了，要想繼續發送要重新按照幀格式進行傳送，要發一個停止位，當B端接收到停止位的時候就知道數據已經接收完了就可以去做處理，當再次發送的時候還是照遵循約定，按照起始位數據位和停止位來進行發送，又可以按照剛才的約定來進行接收數據。

既然可以解決收發雙方都知道什么時候開始，什么時候結束，比如1001再補充一個，發送的時候會增加一個起始位這一幀數據，這牽扯到另外一個概念，叫做波特率的概念，波特率是指的是一秒鐘傳輸的數據的位數，一秒鐘傳出多少個位，常用的波特率都知道，在利用單片機串行通信的時候，或者打開計算機的串行口的時候經常會看到有波特率，比如300，然600，1200，2400，4800，9600，還有115200等等，各種波特率代表的是一秒鐘傳輸多少個位，比如說9600，就是指一秒鐘要傳輸9600個位，規定的波特率，波特率就決定了位，位和位之間時間間隔是1/9600秒，一秒鐘要傳出多少個位，在做異步串行通信的時候，因為沒有時鐘信號線，怎么樣來保證傳輸的數據，收到之后，知道是這么一幀數據，它靠的就是波特率，接收完之后再去做處理。

收發雙方波特率是一致的，所以收發雙方能夠解析同一個數據，不是一個值處理的時候就會出錯，開始的時候，線上處于的是高電平，也是總線空閑當要發送一個數據的時候，首先內部肯定有一個電路，能夠把并行的數據轉成一個串行的一位一位的數據，然后讓它出現在總線上，同時單片機的串行口還可以幫增加硬件的起始位和停止位，實際上的串行口比較簡單，當在發送一幀數據的時候，要發送一個數據對單片機操作，就是把數據寫到一個特殊功能進行當中，然后它會通過內部的電路把并行的數據轉型轉成串行的數據，同時增加一個起始位和1個停止位，所以要想發送1010，要增加一個起始位0，首先把總線拉成低電平就知道要發送數據了，接著就來發送這么一幀數據。

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審核編輯：湯梓紅