51单片机 03
1. 什么是UART？
通用异步收发器， 可以实现与外界设备进行异步通信 。UART是全双工、 串行、 异步。
2. UART传输数据顺序？
LSB先行原则， 先发送数据低位
以0xF6为例：（ MSB） 1111 0110（ LSB）
发送顺序从低位开始：0，1，1，0，1，1，1，1
3. 单工、半双工、全双工特点？
1.单工通信：（1）数据的发送方和接收方是固定的。
（2）数据传输是通过一根信号线完成， 数据传输的方向是单一的。
2.半双工通信：（1）通信双方既可以作为数据的发送方， 也可以作为数据的接收方。
（2）数据传输是通过一根信号线完成， 数据传输的方向可以是双向的。
（3）在同一时刻， 数据传输只能是单向的。
I2C、RS-485、CAN 总线
3.全双工通信：（1）通信双方即可以作为数据的发送方， 也可以作为数据的接收发。
（2）数据传输是通过两根信号线完成， 数据传输的方向是双向的。
UART 串口、SPI、以太网
4. 什么是串行、并行及特点？
串行传输：通过一根信号线传输数据（一根数据线）， 按照先后次序逐个bit逐个bit发送数据。
串行特点：（1）传输速率慢
（2）硬件成本低，实现简单
（3）传输距离远，抗干扰性好（RS485）
并行传输：多跟数据信号线同时去传输数据。
并行特点：（1）传输速率快
（2）硬件成本高，实现复杂
（3）传输距离源，抗干扰性差（一般30米）
5. 串口通信时序？
空闲状态：在没有数据传输时，线路处于空闲状态，此时波形为高电平。例如，当单片机的 USART 模块没有发送或接收数据任务时，TX 和 RX 引脚都保持高电平。
起始位：当有数据要发送时，首先发送一个bit的低电平脉冲作为起始位，表示数据传输的开始。起始位的宽度通常为一个波特率周期。比如，若波特率为 9600bps，那么起始位的持续时间约为 1/9600秒≈104.2μs。
数据位：起始位之后是数据位，数据位的个数可以是 8 位或 9 位，低位在前，高位在后。以发送字符 'A'（ASCII 码为 0x41，二进制为 01000001）为例，在 8 位数据位的情况下，先发送最低位 1，然后依次发送其他位。
校验位：校验位用于数据传输的正确性校验，可选择奇校验、偶校验或无校验。若选择奇校验，那么校验位会使包括数据位和校验位在内的 1 的个数为奇数；若为偶校验，则使 1 的个数为偶数。例如，数据位为 01000001，采用偶校验时，校验位为 0，因为数据位中已有 2 个 1，加上校验位 0 后 1 的总数为偶数。
停止位：数据位和校验位发送完成后，发送停止位，停止位的宽度可以是 0.5 位、1 位、1.5 位或 2 位。常用的是 1 位停止位，它为高电平，持续时间为一个波特率周期。
6. 奇校验和偶校验？有什么缺点？
奇校验（Odd）：校验位是'1',用数据位中'1'的个数加上校验位的'1'， 如果'1'的个数是奇数个， 代表奇校验通过。
偶校验（Even）：校验位是'0'， 用数据位中的'1'的个数加上校验位的'0'， 如果的'1'的个数是偶数， 代表偶校验通过。
7. 串口通信参数？
串口通信参数：波特率、 数据位、 校验位、 停止位。
波特率：每秒传输的符号数（单位：bps，bits per second）。
常见值 9600、19200、38400、115200 等。
要求通信双方的波特率必须一致，否则数据会解析错误。
数据位：每个数据帧中实际传输的有效数据位数。常用为8位对应一个字节。
校验位：用于检测数据传输过程中的错误。包含无校验（None）：不进行校验。奇校验
（Odd） ：数据位中“1”的个数为奇数时，校验位为0。偶校验（Even）：数据位中“1”的个数为偶
数时，校验位为0。
停止位：标志数据帧结束的位，用于同步时钟。
8. 同步和异步？
同步： 发送方和接收方通过一根同步信号线来约定通信的频率。（例如I2C，SCL位时钟线，SDA为数据线）
异步： 通信双方没有时钟线进行通信频率的同步（ UART： 通过波特率来约定双方通信的频率）
9. TTL、RS232、RS485？
串口通信有很多不足，首先UART只是对信号的时序进行了定义，而未定义接口的电气特性;UART没有规定不同器件连接时连接器的标准，所以不同器件之间通过UART通信时连接很不方便。并且抗干扰能力差，通信时很容易出错。
CH340：电平转换芯片，将串口电平（TTL电平）转换为USB电平，当然也可以将USB电平转化为TTL电平。
TTL电平：高电平（1）：3.3V 、 5V 低电平（0）：0V。这样的通信及电平规定成为TTL信号系统，因为TTL信号的抗干扰能力较差，所以其通信距离也很短，一般只能用于一个电路板上的两个不芯片之间的通信。
RS232电平（负逻辑）：高电平（1）：-3V到-15V，低电平（0）：3V到15V。在串行通信时，求通讯双方都采用一种标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS232是目前最常用的一种串行通讯接口。RS232的通信方式是在串口通信的基础上,增加一个232转换芯片,将TTL电平转换成232电平进行通信。232电平相比于TTL电平,抗干扰能力增强。也就是说信号发生波动时，高低电平有改变余量，所以信号不容易被改变。其数据帧格式与串口一致。
例如MAX232芯片：
RS232也有很多缺点：
1.电平值较高，容易损坏接口电路的芯片，需要电平转换芯片才能与TTL电路连接。
2.传输距离仍旧较短，一般只能用在15米左右。
3.接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
RS485电平（差分）：高电平（1）：2V到6V 低电平（1）：-6V到-2V。相比于RS232，RS485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等优点。
10. Modbus协议格式？
Modbus 协议是一种单主/多从的通信协议,其特点是在同一时间总线上只能 有一个主设备,但可以有一个或者多个(最多 247 个)从设备。Modbus 通信总是由主设备发 起,当从设备没有收到来自主设备的请求时，从设备不会主动发送数据。从设备之间不能相 互通信,主设备只能同时启动一个 Modbus 访回事务处理。 主设备可以采用两种方式向从 设备发送 Modbus 请求报文，即主设备可以对指定的单个从设备或者线路上所有的从设备 发送请求报文，而从设备只能在被被动接收请求报文后给出响应报文，即应答。
Modbus 报文帧：
主机（PC串口助手）发送控制指令之后，从机（51单片机）解析主机发送的指令，获得功能码，根据功能码完成对应的控制。
从机（51）应答：