深入了解51单片机，51单片机通信协议讲解

单片机的重要性不言而喻，工业环境下，单片机发挥着重要作用。那么，你对单片机到底有多熟悉呢?为增进大家对单片机的认识，本文将对单片机相关内容予以介绍。通过本文，你将对51单片机、51单片机通信协议有所了解。如果你对单片机或者51单片机具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、51单片机

51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8004单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。

同样的一段程序，在各个单片机厂家的硬件上运行的结果都是一样的，如ATMEL的89C51(已经停产)、89S51， PHILIPS，和WINBOND等，我们常说的已经停产的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51单片机，同时是在原基础上增强了许多特性，如时钟，更优秀的是由Flash(程序存储器的内容至少可以改写1000次)存储器取代了原来的ROM，AT89C51的性能相对于8051已经算是非常优越的了。

不过在市场化方面，89C51受到了PIC单片机阵营的挑战，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP功能，必须加上ISP功能等新功能才能更好延续MCS-51的传奇。89S51就是在这样的背景下取代89C51的，89S51已经成为了实际应用市场上新的宠儿，作为市场占有率第一的Atmel公司已经停产AT89C51，将用AT89S51代替。89S51在工艺上进行了改进，89S51采用0.35新工艺，成本降低，而且将功能提升，增加了竞争力。89SXX可以向下兼容89CXX等51系列芯片。同时，Atmel不再接受89CXX的定单，大家在市场上见到的89C51实际都是Atmel前期生产的巨量库存而已。如果市场需要，Atmel当然也可以再恢复生产AT89C51。

二、51单片机之uart通信协议

UART即通用异步收发传输器，工作于数据链路层。包含了RS-232、RS-422、RS-485串口通信和红外等等。UART协议作为一种低速通信协议，广泛应用于通信领域等各种场合。UART基本可分为并口通信及串口通信两种。

异步串口通信协议，工作原理是将传输数据的每个字符以串行方式一位接一位的传输。

UART协议中，每一位(bit)的意义如下：

起始位：先发出一个逻辑“0”的信号，表示传输字符的开始。数据位：紧跟起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟来定位。

奇偶校验位：数据位加上这一位后(跟在数据位尾部)，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。

停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平(逻辑“1”)。

空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据的传送。波特率：是衡量数据传输速率的指针。表示为每秒钟传送的二进制位数(bit数)。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120=1200字符/秒=1200波特。

软件UART控制：在嵌入式系统或者计算机中，并非直接对串口直接进行操作，而是通过SCI模块对其进行控制。常用的许多芯片中都包含了SCI，例如ARM的S3C2410X芯片内嵌了3个串行接口控制器，而Nios等软核芯片则可以用选用UART(RS232)的IP对UART进行控制。PC机则常用16650UART、16750UART等控制串口。

如果实现软件操作UART时，在UART检查端口管脚的串行活动时，需要占用大量时间，让应用程序停滞，这会使得软件UART没有意义。但情况并非如此，来看一下标准的10位异步串行协议收发一个字符时的情况。

数字系统方面，我们可以用一对状态机来表征软件UART的行为，一个状态机用于发送字符，另一个用于接收字符。对一个全双工的UART而言，这两个状态机是并行运行的，需要两个独立的定时器中断。这两个状态机都有主动和被动两种模式。发送状态机在收到一个需发送的字符时跳出空闲状态，在结束位发送之后回到空闲状态。接收状态机在检测到接收线上的一个下降沿时跳出空闲状态。在检测到这个初始的低电平状态之后，开始对位时隙进行递减计数，同时按要求采样信号线上的每个信号位，包括停止位。

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