单片机通信全解

1. 单片机通信的种类¶

1.1. 同步和异步¶

发送方和接收方按照同一个时钟节拍工作就叫同步。
发送方和接收方没有统一的时钟节拍、而各自按照自己的节拍工作就叫异步。

1.2 串行通信与并行通信¶

1.3 单工通信、半双工通信和全双工通信¶

2.串口通信的原理¶

2.1串口通信属于全双工串行，既有同步(USART)也有异步(UART)¶

USART：通用同步异步收发器(Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter)是一个串行通信设备，可以灵活地与外部设备进行全双工数据交换，既可以同步通信也可以异步通信。
UART：通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)，它是在 USART 基础上裁剪掉了同步通信功能（时钟同步），只有异步通信。简单区分同步和异步就是看通信时需不需要对外提供时钟输出，我们平时用的串口通信基本都是 UART。
UART、USART不是协议，而是一种“设备”。因为cpu处理数据的最小单元是字节，而串口发送的是位，所以需要把

UART，是通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），既然是“器”，显然，它就是个设备而已，要完成一个特定的功能的硬件，它本身并不是协议。那么它要完成什么功能呢？它的最基本功能，是串行数据和并行数据之间的转换。我们知道，计算机中的数据以Byte为基本单位，对一个Byte的存取是并行的，即，同时取得/写入8个bit。而串行通信，需要把这个Byte“打碎”，按照时间顺序来收发以实现串行。例如：比如确认一个Byte的这8个bit是什么时候开始的，又是什么时候结束的，两个班次之间至少要隔多长时间的缓冲，等等。这一部分，也具有协议的特征，但是相对于道路上的协议，更具有一般性，或曰，是与车在什么道路上开，相对独立的。 4. 总结：从某种意义上，可以说，线路上存在的仅仅是电流，RS232/RS485规定了这些电流在什么样的线路上流动和流动的样式；在UART那里，电流才被解释和组装成数据，并变成CPU可直接读写的形式。

注意下边的说法可以帮助理解，但是不对。UART本身既包含协议（TTL），也是一个硬件设备，但是平时默认UART TTL，但是实际上UART支持TTL RS232 485等所有的串口协议。它本身既有物理特性也有协议特性。

2.2 串口通信的数据缓冲区¶

串口通信一般有一个环形队列作为数据缓冲区，在linux中，串口的输出据缓冲区一般为4096个字节。
在linux中读取串口数据时，可以自行设置串口缓冲区的大小，但是一次读取的数据不能超过串口缓冲区的大小。
串口缓冲区能够有效解决，数据发的快，但是读的慢的问题。如果数据已经发送过来了，但是还没读，就先存在数据缓冲区，等到读取了一部分数据以后，就在缓冲区队列把已经读了的这部分数据删除掉。
可以看这个视频