C51 单片机开发认识串口

本篇文章开始介绍串口的通信。

0x01：什么是串口

串行接口，亦被简称为串口或称为串行通信接口、串行通讯接口（常指代COM接口），是一种采用串行通信方式实现的扩展接口。这种接口的数据传输方式是按位顺序进行的，即数据一位一位地顺序传送。串行接口的特点在于其通信线路的简约性，仅需一对传输线即可实现双向通信（甚至可以直接利用电话线作为传输线），从而显著降低了成本。由于其这一特性，串行接口特别适用于长距离通信场景。然而，其传输速度相对较慢。

0x02：串口的电气标准与协议

串行接口按照电器标准及协议可分为RS-232-C、RS-422和RS-485等。这些标准主要规定了接口的电气特性，而不涉及接插件、电缆或协议细节。

RS-232，也被称为标准串口，是串行通讯接口中最常用的一种。例如，我们常见的电脑主机上的9针串口就属于此类。其最高传输速率达到20kb/s。RS-232专为点对点通讯设计，即仅适用于一对收发设备之间的通信。其最大传送距离约为15米，因此RS-232特别适用于本地设备之间的通信。

RS-422则具有更高的灵活性。由于接收器采用高输入阻抗，且发送驱动器具备比RS-232更强的驱动能力，因此允许在相同的传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。这种配置通常包括一个主设备（Master）和多个从设备（Slave）。从设备之间不能直接通信，因此RS-422支持点对多的双向通信模式。RS-422的最大传输距离可达1219米，最大传输速率为10Mb/s。需要注意的是，平衡双绞线的长度与传输速率成反比。

RS-485是从RS-422基础上发展而来的，进一步扩展了设备的连接能力。无论是四线还是二线连接方式，总线上最多可连接到32个设备。

0x03：串口电平的介绍

UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），即通用异步接收/发送器，是异步串行通信的核心组件。

UART接口的电平标准主要分为TTL电平和RS-232电平两种。

RS-232电平标准中，逻辑1对应的是-3~-15V的电压范围，而逻辑0则对应3~15V的电压范围。许多笔记本电脑通过RS-232电平标准与单片机进行通信。

而TTL（Transistor-Transistor Logic）电平，即晶体管-晶体管逻辑电平，是计算机内部以及处理器控制设备间通信的常用标准。TTL电平的数据表示采用二进制，其中+5V代表逻辑“1”，0V代表逻辑“0”。在数字电路中，由TTL电子元器件组成的电路电平有一个明确的电压范围：输出高电平应大于或等于2.4V，输出低电平应小于或等于0.4V；对于输入，高电平应大于或等于2.0V，低电平应小于或等于0.8V。许多笔记本电脑也通过TTL电平与单片机进行通信。

在实际应用中，我们经常使用USB转TTL模块（如采用CH340芯片）来实现与单片机之间的通信，其中TX（发送）线通常对应单片机的P3.1端口，而RX（接收）线则对应P3.0端口。

我是一个程序员，了解 C、PHP、Java、ASM、Python，有 信安、CISP 证书，写小白也能看得懂的文章，感谢关注！！！