51单片机串口通信原理与应用
51单片机串口通信(相关例程)
51单片机串口通信(相关例程) 51单片机串口通信(相关例程)一、简介51单片机是一种常用的微控制器，它具有体积小、功耗低、易于编程等特点，被广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中。
串口通信是51单片机的常见应用之一，通过串口通信，可以使单片机与其他外部设备进行数据交互和通信。
本文将介绍51单片机串口通信的相关例程，并提供一些实用的编程代码。
二、串口通信基础知识1. 串口通信原理串口通信是通过串行数据传输的方式，在数据传输过程中，将信息分为一个个字节进行传输。
在51单片机中，常用的串口通信标准包括RS232、RS485等。
其中，RS232是一种常用的串口标准，具有常见的DB-9或DB-25连接器。
2. 串口通信参数在进行串口通信时，需要设置一些参数，如波特率、数据位、停止位和校验位等。
波特率表示在单位时间内传输的比特数，常见的波特率有9600、115200等。
数据位表示每个数据字节中的位数，一般为8位。
停止位表示停止数据传输的时间，常用的停止位有1位和2位。
校验位用于数据传输的错误检测和纠正。
三、串口通信例程介绍下面是几个常见的51单片机串口通信的例程，提供给读者参考和学习：1. 串口发送数据```C#include <reg51.h>void UART_Init(){TMOD = 0x20; // 设置计数器1为工作方式2(8位自动重装) TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600SCON = 0x50; // 设置串口工作方式1，允许串行接收TR1 = 1; // 启动计数器1}void UART_SendChar(unsigned char dat){SBUF = dat; // 发送数据while (!TI); // 等待发送完成TI = 0; // 清除发送完成标志}void main(){UART_Init(); // 初始化串口while (1){UART_SendChar('A'); // 发送字母A}}```2. 串口接收数据```C#include <reg51.h>void UART_Init(){TMOD = 0x20; // 设置计数器1为工作方式2(8位自动重装) TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600SCON = 0x50; // 设置串口工作方式1，允许串行接收TR1 = 1; // 启动计数器1}void UART_Recv(){unsigned char dat;if (RI) // 检测是否接收到数据{dat = SBUF; // 读取接收到的数据 RI = 0; // 清除接收中断标志// 处理接收到的数据}}void main(){UART_Init(); // 初始化串口EA = 1; // 允许中断ES = 1; // 允许串口中断while (1)// 主循环处理其他任务}}```3. 串口发送字符串```C#include <reg51.h>void UART_Init(){TMOD = 0x20; // 设置计数器1为工作方式2(8位自动重装) TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600SCON = 0x50; // 设置串口工作方式1，允许串行接收TR1 = 1; // 启动计数器1}void UART_SendString(unsigned char *str){while (*str != '\0')SBUF = *str; // 逐个发送字符while (!TI); // 等待发送完成TI = 0; // 清除发送完成标志str++; // 指针指向下一个字符}}void main(){UART_Init(); // 初始化串口while (1){UART_SendString("Hello, World!"); // 发送字符串}}```四、总结本文介绍了51单片机串口通信的基础知识和相关编程例程，包括串口发送数据、串口接收数据和串口发送字符串。
51单片机的多机通信原理
51单片机的多机通信原理1. 什么是51单片机的多机通信？51单片机的多机通信是指在多个51单片机之间进行数据传输和通信的过程。
通过多机通信，可以实现不同单片机之间的数据共享和协作，从而实现更加复杂的功能。
2. 多机通信的原理是什么？多机通信的原理是通过串口进行数据传输。
在多个单片机之间，可以通过串口进行数据的发送和接收。
通过定义好的协议，可以实现数据的传输和解析，从而实现多机之间的通信。
3. 多机通信的步骤是什么？多机通信的步骤包括以下几个方面：（1）定义好通信协议：在多机通信之前，需要定义好通信协议，包括数据的格式、传输方式等。
（2）设置串口参数：在单片机中，需要设置好串口的参数，包括波特率、数据位、停止位等。
（3）发送数据：在发送数据之前，需要将数据按照协议进行格式化，然后通过串口发送出去。
（4）接收数据：在接收数据之前，需要设置好串口的中断，然后在中断中接收数据，并按照协议进行解析。
（5）处理数据：在接收到数据之后，需要对数据进行处理，包括数据的存储、显示等。
4. 多机通信的应用场景有哪些？多机通信的应用场景非常广泛，包括以下几个方面：（1）智能家居系统：通过多机通信，可以实现智能家居系统中不同设备之间的数据共享和协作。
（2）工业控制系统：在工业控制系统中，多机通信可以实现不同设备之间的数据传输和控制。
（3）智能交通系统：在智能交通系统中，多机通信可以实现不同设备之间的数据共享和协作，从而实现更加智能化的交通管理。
（4）机器人控制系统：在机器人控制系统中，多机通信可以实现不同机器人之间的数据传输和控制，从而实现更加复杂的任务。
5. 多机通信的优缺点是什么？多机通信的优点包括以下几个方面：（1）实现数据共享和协作：通过多机通信，可以实现不同设备之间的数据共享和协作，从而实现更加复杂的功能。
（2）提高系统的可靠性：通过多机通信，可以实现数据的备份和冗余，从而提高系统的可靠性。
（3）提高系统的扩展性：通过多机通信，可以实现系统的模块化设计，从而提高系统的扩展性。
51单片机串口通信
一、串口通信原理串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据传输到计算机端，而且也能实现计算机对单片机的控制。
由于其所需电缆线少，接线简单，所以在较远距离传输中，得到了广泛的运用。
串口通信的工作原理请同学们参看教科书。
以下对串口通信中一些需要同学们注意的地方作一点说明：1、波特率选择波特率（Boud Rate）就是在串口通信中每秒能够发送的位数（bits/second）。
MSC-51串行端口在四种工作模式下有不同的波特率计算方法。
其中，模式0和模式2波特率计算很简单，请同学们参看教科书；模式1和模式3的波特率选择相同，故在此仅以工作模式1为例来说明串口通信波特率的选择。
在串行端口工作于模式1，其波特率将由计时/计数器1来产生，通常设置定时器工作于模式2（自动再加模式）。
在此模式下波特率计算公式为：波特率=（1+SMOD）*晶振频率/（384*（256-TH1））其中，SMOD——寄存器PCON的第7位，称为波特率倍增位；TH1——定时器的重载值。
在选择波特率的时候需要考虑两点：首先，系统需要的通信速率。
这要根据系统的运作特点，确定通信的频率范围。
然后考虑通信时钟误差。
使用同一晶振频率在选择不同的通信速率时通信时钟误差会有很大差别。
为了通信的稳定，我们应该尽量选择时钟误差最小的频率进行通信。
下面举例说明波特率选择过程：假设系统要求的通信频率在20000bit/s以下，晶振频率为12MHz，设置SMOD=1（即波特率倍增）。
则TH1=256-62500/波特率根据波特率取值表，我们知道可以选取的波特率有：1200，2400，4800，9600，19200。
列计数器重载值，通信误差如下表：因此，在通信中，最好选用波特率为1200，2400，4800中的一个。
2、通信协议的使用通信协议是通信设备在通信前的约定。
单片机、计算机有了协议这种约定，通信双方才能明白对方的意图，以进行下一步动作。
假定我们需要在PC机与单片机之间进行通信，在双方程式设计过程中，有如下约定：0xA1：单片机读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机；0xA2：单片机从PC机接收一段控制数据；0xA3：单片机操作成功信息。
51单片机串口通信
单片机原理及应用
在逻辑上，SBUF只有一个，它既表示发送寄 存器，又表示接收寄存器，具有同一个单元地址 99H。但在物理结构上，则有两个完全独立的 SBUF，一个是发送缓冲寄存器SBUF，另一个是 接收缓冲寄存器SBUF。如果CPU写SBUF，数据 就会被送入发送寄存器准备发送；如果CPU读 SBUF，则读入的数据一定来自接收缓冲器。即 CPU对SBUF的读写，实际上是分别访问上述两 个不同的寄存器。
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单片机原理及应用
2. 串行控制寄存器SCON 串行控制寄存器SCON用于设置串行口的工作
方式、监视串行口的工作状态、控制发送与接收 的状态等。它是一个既可以字节寻址又可以位寻 址的8位特殊功能寄存器。其格式如图9.9所示。
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单片机原理及应用
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单片机原理及应用
(1)SM0 SM1：串行口工作方式选择位。其状态 组合所对应的工作方式如表9-1所示。
SM0 SM1 00
01
10
11
表9-1 串行口工作方式
工作方式
功 能说 明
0 1 2 3 主目录
同步移位寄存器输入/输出，波特率固定 为fosc/12
10位异步收发，波特率可变(T1溢出率/n， n=32或16)
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单片机原理及应用
(2) 数据位： 在起始位之后，发送端发出(或接收端接收)的是
数据位，数据的位数没有严格的限制，5～8位均 可。由低位到高位逐位传送。
(3) 奇偶校验位： 数据位发送完(接收完)之后，可发送一位用来检
验数据在传送过程中是否出错的奇偶校验位。奇 偶校验是收发双方预先约定好的有限差错检验方 式之一。有时也可不用奇偶校验。
51单片机串口通信原理
51单片机串口通信原理详解1. 引言串口（Serial Port）是一种常用于计算机与外部设备之间进行数据传输的接口，它是一种逐位传输的方式。
51单片机是一种非常常用的单片机，串口通信是其重要的通信方式之一。
本文将详细解释51单片机串口通信的基本原理，包括串口通信的定义、硬件连接示意图、通信协议、数据传输过程以及数据接收处理等方面的内容。
2. 串口通信定义串口通信是一种通过串行通路进行数据传输的通信方式。
它是一种点对点的通信协议，即通信的两端通过共享数据线进行数据交换。
3. 硬件连接示意图完成串口通信，需要将单片机与外部设备进行连接。
下图是一个常见的串口通信连接示意图：___| |TXD <-|---|---> RXD| |RXD <-|---|---> TXD|___|单片机外部设备通常，单片机的TXD引脚连接到外部设备的RXD引脚，而单片机的RXD引脚连接到外部设备的TXD引脚。
4. 串口通信协议串口通信需要明确一种通信协议，以规定数据的传输格式和相关参数。
在51单片机中，常用的串口通信协议有UART（Universal Asynchronous ReceiverTransmitter）和USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）。
UART是指不使用时钟信号而直接利用起始位、数据位和停止位来传输数据的协议，属于异步通信。
USART是指同步和异步传输都能实现的通信协议。
5. 数据传输过程串口通信的数据传输过程可以分为发送和接收两个部分。
5.1 发送数据发送数据的步骤如下：1.配置串口通信参数，包括波特率、数据位、停止位和校验位等。
2.将要发送的数据存放在发送缓冲区中。
3.设置发送开始标志位。
4.如果发送缓冲区为空，则等待直到缓冲区不为空。
5.将发送缓冲区中的数据通过串口发送出去。
6.等待发送完成。
51单片机串口通信程序
51单片机串口通信程序51单片机是我国自主研发的一款微控制器，在国内广泛应用于各种电子设备中。
在很多应用场景中，需要通过串口进行通信，以实现数据传输。
本文将介绍51单片机串口通信程序的编写方法。
一、串口介绍串口是一种通信接口，用于在电子设备之间传输数据。
其主要特点是一条通信线路同时只能传输一位数据，因此称为串口。
串口和并口属于不同的通信接口标准。
串口的优点是具有通信距离远、传输速率快、可靠性高等优点，因此广泛应用于各种场合中。
串口有两种工作模式：同步模式和异步模式。
在实际应用中，异步串口通信更为常见。
二、异步串口通信原理在异步串口通信中，数据的传输是通过发送端和接收端的时钟信号不同步实现的。
在发送数据时，发送端会发出一个起始位，接下来是数据位，最后是一个或多个停止位。
在接收端，当检测到起始位时，开始接收数据。
根据通信协议，在接收完数据位后，接收端会判断是否正确，然后再结束本次通信。
1. 硬件连接在51单片机和电脑之间进行串口通信，需要用到串口转USB线。
将串口转USB线的TxD接口与51单片机的P3.1接口相连，RxD接口与P3.0接口相连。
此外，需要一个5V的电源供给51单片机。
2. 准备工作在编写程序之前，需要进行一些准备工作：（1）将P3口设为外部中断P3口的最低2位是外部中断的2个输入端，需要将它们设为中断输入。
EA=1;EX0=1;（2）设置波特率串口通信需要设置波特率。
常见的波特率有9600、19200、38400等。
对应的波特率常数为0xFD、0xFA、0xF4等。
TH1=0xFD;//波特率9600（3）使能串口中断在发送和接收数据时，会不断产生中断，需要将中断使能。
ES=1;//允许串口中断3. 编写程序（1）发送数据void SendData(unsigned char SendBuff[],unsigned int ULength){unsigned int i;for(i=0;i<ULength;i++){SBUF=SendBuff[i];//发送数据while(TI==0); //等待，直到发送完成TI=0;}}（2）接收数据（3）主函数TMOD|=0x20;//定时器1工作方式2TH1=0xFD;//波特率9600TR1=1;//打开定时器1SCON=0x50;//串口方式1,8位数据,无校验,1停止位EA=1;//开总中断ES=1;//开串口中断while(1){SendData(pSendData,4);//发送数据 RecvData(pRecvData,4);//接收数据if(pRecvData[0]=='K'){P0=0x01;//点亮LED}else{P0=0x00;//关闭LED}}}四、总结。
51单片机原理及应用
51单片机原理及应用51单片机是一种常见的微控制器，以其高性能和广泛应用而受到广大工程师的青睐。
本文将介绍51单片机的原理和应用。
51单片机的原理可以从其硬件结构和工作流程两方面来讲解。
首先是硬件结构。
51单片机包括中央处理器（CPU），存储器（包括存储器管理单元、内部RAM和ROM），输入/输出端口（I/O口），定时器/计数器，串行通信接口等。
CPU是整个系统的核心，负责指令的执行和数据的处理。
存储器用于存储程序和数据，其中ROM存储程序代码，RAM用于暂存数据。
I/O口用于与外部设备进行信息交互。
定时器/计数器用于产生精确的时间延迟和计数操作。
串行通信接口用于与其他设备进行数据传输。
其次是工作流程。
51单片机的工作流程一般包括初始化、输入/输出控制和运算处理三个阶段。
初始化阶段主要是对各个模块的配置和初始化，例如设置时钟频率、串口波特率等。
输入/输出控制阶段通过读取输入设备（如按键、传感器等）的状态，控制外部设备（如LED灯、马达等）的状态。
运算处理阶段通过执行指令，对数据进行处理和计算。
至于应用方面，51单片机具有广泛的应用领域。
主要应用包括控制系统、嵌入式系统、通信系统、工业自动化等。
在控制系统中，51单片机可以用于控制家电、机器人、机械设备等。
在嵌入式系统中，51单片机可以应用于智能家居、智能交通、智能仪表等。
在通信系统中，51单片机可以用于电话、网络和无线通信设备等。
在工业自动化中，51单片机可以用于工厂生产线控制、仪器仪表控制等。
总结起来，51单片机的原理和应用都是非常重要的。
通过了解其硬件结构和工作流程，可以更好地理解其工作原理。
而了解其应用领域，则可以为工程师在实际项目中的选择和设计提供参考。
51单片机双机通信原理(一)
51单片机双机通信原理(一)51单片机双机通信简介•什么是51单片机双机通信•双机通信的作用和应用场景基本原理•单片机串口通信原理–串口通讯协议–数据帧的构成•串口通信的硬件连接–引脚连接方式–串口信号格式设置单向通信实现•主从模式–主机发送数据–从机接收数据•编程实现–主机端程序设计–从机端程序设计双向通信实现•主从模式–主机发送数据–从机接收数据–主机接收数据–从机发送数据•编程实现–主机端程序设计–从机端程序设计通信协议的设计•自定义通信协议–协议的格式–数据的解析与封装高级功能扩展•多机通信实现•数据加密与解密•异常处理与误码纠错总结•51单片机双机通信的基本原理和实现方式•可能遇到的问题及解决方案•双机通信的进一步应用展望简介51单片机双机通信是指使用51系列单片机实现两台或多台单片机之间的数据传输和通信。
双机通信可以实现在多个单片机之间传递数据、完成控制指令的下发、数据的采集和处理等功能。
在各种电子设备和嵌入式系统中，双机通信被广泛应用，可以实现设备之间的互联和协同工作，提高系统的灵活性和智能化水平。
基本原理单片机串口通信原理串口通信是一种将数据通过串行线路进行传输的通信方式。
在51单片机的串口通信中，常用的是UART（通用异步收发传输器）通信协议。
UART通信采用的是异步传输方式，数据按照固定的数据帧格式进行传输。
串口通信的硬件连接在51单片机的串口通信中，需要将主机和从机的UART引脚连接起来。
常用的连接方式是通过一对直线的串行数据线（TXD和RXD）连接主从机，其中TXD是发送数据的引脚，RXD是接收数据的引脚。
为了确保数据的正确传输，还需要进行串口信号格式的设置，包括波特率、数据位数、停止位数和校验位等。
单向通信实现主从模式在单向通信中，主机负责发送数据，从机负责接收数据。
主机通过串口发送数据帧，从机通过串口接收数据帧，并进行相应的处理。
编程实现在主机端程序设计中，需要配置串口通信的参数，并使用串口发送数据的相关函数来发送数据。
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P2.7
89C51
RD WR
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
CS
RD WR
8255
图9.1 并行通信示意图
TXD RXD 89C51
发送 接收
RXD TXD
外设
图9.2 串行通信示意图
目前串行通信在单片机双机、多机以及单片机 与PC机之间的通信等方面得到了广泛应用。
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3. 串行口的工作方式： 理解串行通信4种工作 方式的特点和区别；掌握串行工作方式0的应 用； 熟悉串行工作方式1、2、3应用程序的 编制方法。
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单片机原理及应用
4. 多机通信原理：理解多机通信的原理、过程 和编制多机通信应用程序的方法。
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单片机原理及应用
(4) 停止位： 字符帧格式的最后部分是停止位，逻辑“1”电平
有效，它可占1/2位、1位或2位。停止位表示传送 一帧信息的结束，也为发送下一帧信息作好准备。
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单片机原理及应用
Hale Waihona Puke 9.1.2 串行通信的波特率
波特率(Baud Rate)是串行通信中一个重要概 念，它是指传输数据的速率, 亦称比特率。波特率 的定义是每秒传输二进制数码的位数。如：波特率 为1200bps是指每秒钟能传输1200位二进制数码。
空闲位
第n+1字符帧
起 始 位 8位数据
D7 0/1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1 1 1 1 0 D0 D1
图9.4 异步通信帧格式
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单片机原理及应用
(1) 起始位： 在没有数据传送时，通信线上处于逻辑“1”状态。 当发送端要发送1个字符数据时，首先发送1个逻 辑“0”信号，这个低电平便是帧格式的起始位。 其作用是向接收端表示发送端开始发送一帧数据。 接收端检测到这个低电平后，就准备接收数据信 号。
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单片机原理及应用
9.1.1 异步通信和同步通信
串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通 信两种基本通信方式。
1. 同步通信(Synchronous Communication) 同步通信是一种连续传送数据的通信方式，一
次通信传送多个字符数据，称为一帧信息。数据传 输速率较高，通常可达56000bps或更高。其缺点是 要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。
波特率也不同于发送时钟和接收时钟频率。 同步通信的波特率和时钟频率相等，而异步通信 的波特率通常是可变的。
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单片机原理及应用
9.1.3 串行通信的制式 在串行通信中，数据是在两个站之间传送的。
按照数据传送方向，串行通信可分为三种制式。
1. 单工制式(Simplex) 单工制式是指甲乙双方通信只能单向传送数
组成数据帧进行传送的。收、发端各有一套彼此独 立，互不同步的通信机构，由于收发数据的帧格式 相同，因此可以相互识别接收到的数据信息。
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单片机原理及应用
异步通信信息帧格式如图9.4所示。
第n-1字符
帧 奇
偶停 起
8位数据
校止 验位
始 位
第n字符帧 8位数据
奇 偶停 校止 验位
波特率的倒数即为每位数据传输时间。例如：
波特率为1200bps，每位的传输时间为：
T d
=
1 1200
=0.
833(ms)
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单片机原理及应用
波特率和字符的传输速率不同，若采用图9.4 的数据帧格式，并且数据帧连续传送（无空闲 位），则实际的字符传输速率为1200/11=109.09 帧/秒。
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单片机原理及应用
9.1 串行通信基础知识
计算机与外界的信息交换称为通信。通信的基 本方式可分为并行通信和串行通信两种。
所谓并行通信是指数据的各位同时在多根数据 线上发送或接收。
串行通信是数据的各位在同一根数据线上依次 逐位发送或接收。
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单片机原理及应用
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标： 1. 串行通信的基本概念：了解并行/串行通信的
概念；理解串行通信中的异步/同步通信的基 本概念；理解波特率的概念，学会计算波特率 的方法；4了解串行通信的三种制式及校验方 法。
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单片机原理及应用
2. AT89C51串行口：串行接口结构及其功能； 理解串行数据缓冲器SBUF的功能和读写方 法； 熟悉SCON的结构、控制作用和设置方 法； 了解电源控制寄存器PCON，熟悉 SMOD位。
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单片机原理及应用
(2) 数据位： 在起始位之后，发送端发出(或接收端接收)的是
数据位，数据的位数没有严格的限制，5～8位均 可。由低位到高位逐位传送。
(3) 奇偶校验位： 数据位发送完(接收完)之后，可发送一位用来检
验数据在传送过程中是否出错的奇偶校验位。奇 偶校验是收发双方预先约定好的有限差错检验方 式之一。有时也可不用奇偶校验。
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同步通信的数据帧格式如图9.3所示。
同步 数 据 数 据 … 数据字 数 据 校 验 (校验
字符 字符1 字符2
符n-1 字符n 字 符 字符)
图9.3 同步通信数据传送格式
2. 异步通信(Asynchronous Communication) 在异步通信中，数据通常是以字符或字节为单位
据。单工制式如图9.5所示。
发送器A
接收器B
图9.5 单工制式
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单片机原理及应用
2. 半双工制式(Half duplex) 半双工制式是指通信双方都具有发送器和接
收器，双方既可发送也可接收，但接收和发送不 能同时进行，即发送时就不能接收，接收时就不 能发送。半双工制式如图9.6所示。
单片机原理及应用
第9章 串行接口及串行通信技术
教学目标 9.1 串行通信基础知识 9.2 AT89C51的串行接口 9.3 AT89C51串行接口的应用与编程 9.4 多机通信 9.5 PC机与单片机间的串行通信 9.6 实训指导 本章小结 思考题与习题
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