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通信，按照傳統的理解就是信息的傳輸與交換。對于單片機來說，通信則與傳感器、存儲芯片、外圍控制芯片等技術緊密結合，成為整個單片機系統的“神經中樞”。沒有通信，單片機所實現的功能僅局限于單片機本身，就無法通過其它設備獲得有用信息，也無法將自己產生的信息告訴其它設備。如果單片機通信沒處理好的話，它和外圍器件的合作程度就受到限制，最終整個系統也無法完成強大的功能，由此可見單片機通信技術的重要性。UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，即通用異步收發器）串行通信是單片機最常用的一種通信技術，通常用于單片機和電腦之間以及單片機和單片機之間的通信。 本章除了介紹單片機的UART通信外， C語言的學習也逐步開始進入深水區。幾乎每一本C語言教材都會強調：指針是C語言的靈魂。由此可見，能不能靈活應用指針是判斷是否真正學會C語言的重要指標之一，本章將開始介紹指針相關的內容。 10.1 串行通信的初步認識通信按照基本類型可以分為并行通信和串行通信。并行通信數據的各個位同時傳送，可以實現字節為單位通信，通信線多占用資源多，成本高。前邊用到的P0 = 0xFE;一次給P0的8個I/O口賦值，同時進行信號輸出，類似于有8個車道同時可以過去8輛車，這種形式就是并行的，習慣上還稱P0、P1、P2和P3為51單片機的4組并行總線。 串行通信是一條車道，一次只能一輛車通過。0xFE單字節要傳輸，假如低位在前高位在后，發送方式0-1-1-1-1-1-1-1-1，一位一位的發送出去，要發送8次才能發送完一個字節。 STC89C52有兩個引腳是專門用來做UART串行通信的，一個是P3.0一個是P3.1，它們還分別有另外的名字叫做RXD和TXD，由它們組成的通信接口就叫做串行接口，簡稱串口。兩個單片機進行UART串口通信基本的演示圖如圖10-1所示。
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2026-4-20 10:20 上傳
圖10-1 單片機之間UART通信示意圖 圖中GND表示單片機系統電源的參考地，TXD是串行發送引腳，RXD是串行接收引腳。兩個單片機之間要通信，首先電源基準得一樣，所以要把兩個單片機的GND相互連接起來，然后單片機1的TXD引腳接到單片機2的RXD引腳上，即此路為單片機1發送而單片機2接收的通道，單片機1的RXD引腳接到單片機2的TXD引腳上，即此路為單片機2發送而單片機1接收的通道。這個示意圖就體現了兩個單片機相互收發信息的過程。 當單片機1想給單片機2發送數據時，比如發送一個0xE4這個數據，用二進制形式表示就是0b11100100，在UART通信過程中，是低位先發，高位后發的原則，那么就讓TXD首先拉低電平，持續一段時間，發送一位0，然后繼續拉低，再持續一段時間，又發送了一位0，然后拉高電平，持續一段時間，發了一位1……一直到把8位二進制數字0b11100100全部發送完畢。這里就涉及到了一個問題，就是持續的這“一段時間”到底是多久？由此便引入了通信中的一個重要概念——波特率，也叫做比特率。 波特率就是發送二進制數據位的速率，習慣上用baud表示，即發送一位二進制數據的持續時間=1/baud。在通信之前，單片機1和單片機2首先要明確的約定好它們之間的通信波特率大小，并且必須保持一致，收發雙方才能正常實現通信。 約定好速度后，還要考慮第二個問題，數據什么時候是起始，什么時候是結束呢？不管是提前接收還是延遲接收，數據都會接收錯誤。在UART通信的時候，一個字節是8位，規定當沒有通信發生時，線路保持高電平，當要發送數據之前，先發一位0表示起始位，然后發送8位數據位，數據位是先低后高，數據位發完后再發一位1表示停止位。這樣本來要發送8位數據，實際一共發送了10位，多出來的兩位一位起始位，一位停止位。而接收方原本一直保持的高電平，一旦檢測到一位低電平，就知道要開始準備接收數據了，接收8位數據位后，然后檢測到停止位，再準備下一個數據的接收，如圖10-2所示。
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2026-4-20 10:21 上傳
圖10-2 串口數據發送示意圖 圖10-2串口數據發送示意圖，實際上是一個時域示意圖，就是信號隨著時間變化的對應關系。比如在單片機的發送引腳上，左邊的是先發生的，右邊的是后發生的，數據位的切換時間就是波特率分之一秒。 10.2 USB轉串口通信早期的電腦，尤其是臺式機通常有一個9針的串行接口，叫做RS232串口。隨著技術的發展，工業上還有RS232串口通信的大量使用，但是商業技術的應用上，已經慢慢的使用USB轉UART技術取代了RS232串口。 在電路上添加一個USB轉串口芯片，就可以實現USB通信協議和標準UART串行通信協議的轉換，Kinst51開發板上使用的是CH340這個芯片，如圖10-3所示。
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2026-4-20 10:21 上傳
圖10-3 USB轉串口電路 圖10-3中，CH340電路比較簡單，根據數據手冊，把電源、晶振接好后，1腳和2腳的DP和DM分別接USB口的2個數據引腳，6腳和7腳接到了單片機的RXD和TXD上去。 CH340的6腳位置加了4148二極管，是STC89C52RC這個單片機下載程序的特殊需求。這個單片機下載程序需要冷啟動，即軟件上先點下載后給電路上電，上電的瞬間單片機通過串口檢測是否需要下載程序。雖然單片機的VCC是由開關控制，但是由于CH340的6腳是輸出引腳，如果此處沒有二極管的話，開關沒有打開之前，由于6腳默認是高電平，電流會從CH340的6腳灌入單片機的P3.0引腳，給后級的電容進行充電，造成后級有一定幅度的電壓。這個電壓值雖然只有兩三伏左右，但是可能會影響到正常的冷啟動。加了二極管后，可以消除這種不良影響，此外也不影響通信。串口通信時，CH340的6腳輸出高電平時，單片機的RXD也是高電平；當CH340輸出低電平時，單片機的RXD為二極管的壓降值約0.7V，依然會被單片機識別成為低電平。
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