前面說(shuō)了信息與數(shù)據(jù)的概念，這里要說(shuō)的是與之關(guān)系密切的問(wèn)題——通信。
通信 何為通信？在英文中，通信用Communication表示，這個(gè)詞也有交流的意思。實(shí)際上，通信和交流確實(shí)是一樣的意思。不過(guò)在漢語(yǔ)中，交流常用來(lái)表示人與人之間的交流；而通信一般用于比較專業(yè)正式的場(chǎng)合，也就是所謂的術(shù)語(yǔ)。
人與人之間的交流，是信息交換的過(guò)程；微機(jī)系統(tǒng)或模塊之間的通信，就是數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程了。
接口 人在用語(yǔ)言交談時(shí)，需要用嘴說(shuō)話，用耳朵聽(tīng)，通過(guò)空氣來(lái)傳播。信息的傳遞依賴嘴巴和耳朵來(lái)進(jìn)行發(fā)送和接收。
微機(jī)系統(tǒng)的通信，則利用電、光等媒介。最常用的是電，表現(xiàn)在數(shù)字電路中，就是高低電平的變化。單片機(jī)的IO口能實(shí)現(xiàn)高低電平的收發(fā)，認(rèn)為它是一種通信接口。接口是通信所依賴的實(shí)體。
協(xié)議 人在說(shuō)話時(shí)，通過(guò)聲帶振動(dòng)、口型的變化發(fā)出不同的聲音。這些聲音按照一定的規(guī)則，承載了我們所要表達(dá)的思想和信息，這套規(guī)則稱為語(yǔ)言。兩個(gè)人對(duì)話，需要使用兩個(gè)人都能理解的語(yǔ)言進(jìn)行，一個(gè)只懂中文和另一個(gè)只懂英文的人，根本沒(méi)法用語(yǔ)言交流（當(dāng)然可以用其他方式，比如面部表情、肢體語(yǔ)言等）。
同樣，微機(jī)系統(tǒng)通信時(shí)，也要有這樣一套雙方都遵從的規(guī)定，而這個(gè)規(guī)定被稱為協(xié)議。通信協(xié)議和接口都可以有多種，并且兩者之間存在一定的關(guān)聯(lián)。
接口的種類 在微機(jī)系統(tǒng)中，為了更快速、更準(zhǔn)確、更方便的傳輸數(shù)據(jù)，往往會(huì)有各種接口。
數(shù)字接口/模擬接口 這里主要討論電子形式的接口。可分為數(shù)字接口和模擬接口，數(shù)字接口用二進(jìn)制高低電平表示數(shù)據(jù)，模擬接口則可以用電壓電流表示信息。模擬形式的接口，最常見(jiàn)的就是音頻接口，也就是耳機(jī)插座。數(shù)字形式的接口，例如我們熟悉的USB接口，前面提到單片機(jī)程序燒寫所用的串口等都是。數(shù)字接口又有很多分類，下面進(jìn)行介紹。
串行口/并行口 數(shù)字接口傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制數(shù)據(jù)，通常每8位二進(jìn)制數(shù)字組成一個(gè)字節(jié)。并行口用八根線同時(shí)傳輸8位數(shù)據(jù)；而串行口則一位一位的傳輸。每隔一段時(shí)間，接口上的電平按照要傳輸?shù)南乱晃粩?shù)據(jù)改變。
同樣的電平切換時(shí)間間隔下，顯然并行口更快。早期技術(shù)不夠，很多設(shè)備使用并行口通信以提高速度，例如并口打印機(jī)、并口的IDE硬盤等。后來(lái)技術(shù)進(jìn)步了，串行口傳輸速度提上去了，由于接線少，更加方便可靠，并行口就逐步被淘汰了，USB就是串行口。
備注：此處“行”的發(fā)音和“行走”中“行”的發(fā)音一致。
同步/異步接口 這個(gè)概念留到后面具體講通信協(xié)議的時(shí)候再做介紹。
模擬接口/硬件接口 在51單片機(jī)中，傳輸數(shù)據(jù)主要利用32個(gè)IO口管腳。作為數(shù)字接口，串口以及后面要介紹的I2C等，本質(zhì)都是通過(guò)IO口的高低電平實(shí)現(xiàn)的。如果對(duì)串口的協(xié)議有了解，可以給單片機(jī)寫程序，將任意兩個(gè)IO口做成串口，和電腦進(jìn)行通信。但是事實(shí)上用到串口的時(shí)候，很少有人會(huì)這么做。
用程序?qū)崿F(xiàn)串口的方法，一般叫做模擬串口，或者軟件串口；而實(shí)際上常用到的是硬件串口。串口是一種很基本的接口，單片機(jī)一般都有硬件串口。
使用軟件模擬串口需要消耗很多CPU資源（也就是說(shuō)CPU需要花很多時(shí)間處理串口相關(guān)的數(shù)據(jù)收發(fā)工作）。
而硬件串口根據(jù)串口協(xié)議設(shè)計(jì)好并集成在單片機(jī)中，也就是一個(gè)模塊，大大簡(jiǎn)化了串口通信的軟件編程。串口發(fā)送數(shù)據(jù)需要一位一位的進(jìn)行，有了硬件串口，在軟件上只需把要發(fā)送的一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)放到硬件串口相關(guān)的寄存器中，硬件就會(huì)自動(dòng)一位一位的把數(shù)據(jù)發(fā)送出去。CPU的全部工作就是執(zhí)行軟件程序，這樣就大大減輕了CPU的負(fù)擔(dān)。接收數(shù)據(jù)也是類似的道理。
這里又體現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)中模塊可代換的特點(diǎn)，甚至是軟硬件之間也可以互相代換或補(bǔ)償。讀者或許對(duì)此感到不可思議，學(xué)到原理篇就能慢慢理解這里的原因了。
ADC/DAC 模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器 既然接口有數(shù)字和模擬形式的，那么他們之間也應(yīng)該能互相轉(zhuǎn)換。例如電腦聽(tīng)音樂(lè)時(shí)，CPU、存儲(chǔ)器都是數(shù)字器件，結(jié)果卻能輸出模擬的聲音信號(hào)。
能把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的器件叫做模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC=Analog To Digital Converter），反過(guò)來(lái)，數(shù)字轉(zhuǎn)模擬就是數(shù)模轉(zhuǎn)換器了（DAC=Digital-to-Analog Converter）。
ADC/DAC也是兩種常見(jiàn)的微機(jī)系統(tǒng)模塊。在STC89C52RC單片機(jī)中沒(méi)有內(nèi)置的ADC/DAC，但是可以使用外置的轉(zhuǎn)換芯片，而在STC的其他一些型號(hào)51單片機(jī)或430等單片機(jī)中往往會(huì)有內(nèi)置的轉(zhuǎn)換模塊。
接口是單片機(jī)學(xué)習(xí)很重要的知識(shí)。本篇關(guān)于通信接口和協(xié)議的介紹就結(jié)束了，其中的很多細(xì)節(jié)會(huì)在后面的具體學(xué)習(xí)中涉及到。
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《單片機(jī)小白學(xué)步》系列教程（原名《單片機(jī)入門指南》）介紹 本系列教程從最基本的入門知識(shí)開(kāi)始，逐步深入介紹單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括：
教程特點(diǎn) 1、技術(shù)知識(shí)點(diǎn)全面，從入門到精通 包含了各種基本知識(shí)，尤其是對(duì)單片機(jī)基本概念的介紹、為什么要用單片機(jī)等，在很多同類書籍教程中都被忽略了。同時(shí)也包含了一些深入的知識(shí)，包括原理篇考慮對(duì)單片機(jī)的基本原理進(jìn)行介紹，有助于深入理解單片機(jī)。
本系列教程以51單片機(jī)為例進(jìn)行介紹。通過(guò)51介紹完單片機(jī)的基本知識(shí)，我會(huì)再把430進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，尤其是對(duì)比兩者之間的優(yōu)缺點(diǎn)，讓大家很快感受到430的巨大優(yōu)勢(shì)，而學(xué)習(xí)51正好為快速了解430打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2、除了單片機(jī)知識(shí)，還有思想、方法、技巧的介紹 本系列教程中，介紹單片機(jī)各種模塊編程知識(shí)的主要是學(xué)習(xí)篇，而學(xué)習(xí)篇只是整個(gè)教程的一部分。在學(xué)習(xí)篇中我會(huì)貫穿各種方法技巧，如何理解一些模塊功能，怎么看時(shí)序圖，嚴(yán)格遵守工程思想進(jìn)行編程，程序發(fā)生了錯(cuò)誤怎么調(diào)試等等。而在思想篇中會(huì)總體介紹很多重要的思想，為后面的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備工作。
3、知識(shí)先后順序的設(shè)計(jì) 單片機(jī)學(xué)習(xí)過(guò)程中，涉及大量的知識(shí)，而且很多知識(shí)之間相互依賴，關(guān)聯(lián)很強(qiáng)。
本系列教程對(duì)知識(shí)的先后順序進(jìn)行比較明確的規(guī)劃，盡最大可能符合人的認(rèn)知過(guò)程。但是實(shí)際規(guī)劃時(shí)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論怎么調(diào)整知識(shí)的順序，總有一些知識(shí)之間相互依賴，關(guān)系復(fù)雜。例如開(kāi)始講IO口的時(shí)候肯定會(huì)提到寄存器，而寄存器這個(gè)詞的理解，需要深厚的背景知識(shí)。但是這些背景知識(shí)在沒(méi)有進(jìn)行實(shí)踐的時(shí)候也很難理解。
初學(xué)者常常就會(huì)在這樣的地方感覺(jué)疑惑不解，不知所措。而每次遇到類似這樣的知識(shí)，我會(huì)向初學(xué)者指出，應(yīng)該如何對(duì)待。這個(gè)知識(shí)是應(yīng)該自己去學(xué)習(xí)補(bǔ)充，還是等到學(xué)完原理篇再做理解，而現(xiàn)在又應(yīng)該怎么去看待這個(gè)名詞。
另外，在整個(gè)教程的學(xué)習(xí)前，需要掌握一定的C語(yǔ)言等基礎(chǔ)知識(shí)，具體可參考教程第〇篇《序》中的相關(guān)說(shuō)明
4、語(yǔ)言通俗易懂 本系列教程力求語(yǔ)言通俗易懂，而不會(huì)用一堆新手不懂的詞語(yǔ)去解釋另一個(gè)不懂的詞語(yǔ)。但是受限于個(gè)人語(yǔ)言表達(dá)能力，可能有些地方表述的比較繁瑣，或者不清楚，希望大家能夠幫忙指出。
其他問(wèn)題 如果覺(jué)得我寫的對(duì)你有幫助，歡迎多多反饋，包括寫的不正確、不合理、不太明白都可以指出來(lái)，這樣方便我對(duì)其進(jìn)行完善。
更多可參見(jiàn)：《如何以學(xué)習(xí)單片機(jī)為契機(jī)，逐步成為優(yōu)秀的工程師》
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總結(jié)
以上是生活随笔 為你收集整理的单片机小白学步系列（十八） 单片机/计算机系统概述：通信接口与协议 的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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