前面說了信息與數(shù)據(jù)的概念，這里要說的是與之關(guān)系密切的問題——通信。
通信 何為通信？在英文中，通信用Communication表示，這個詞也有交流的意思。實際上，通信和交流確實是一樣的意思。不過在漢語中，交流常用來表示人與人之間的交流；而通信一般用于比較專業(yè)正式的場合，也就是所謂的術(shù)語。
人與人之間的交流，是信息交換的過程；微機系統(tǒng)或模塊之間的通信，就是數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程了。
接口 人在用語言交談時，需要用嘴說話，用耳朵聽，通過空氣來傳播。信息的傳遞依賴嘴巴和耳朵來進行發(fā)送和接收。
微機系統(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。單片機的IO口能實現(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體。
協(xié)議 人在說話時，通過聲帶振動、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的思想和信息，這套規(guī)則稱為語言。兩個人對話，需要使用兩個人都能理解的語言進行，一個只懂中文和另一個只懂英文的人，根本沒法用語言交流（當(dāng)然可以用其他方式，比如面部表情、肢體語言等）。
同樣，微機系統(tǒng)通信時，也要有這樣一套雙方都遵從的規(guī)定，而這個規(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，最常見的就是音頻接口，也就是耳機插座。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，下面進行介紹。
串行口/并行口 數(shù)字接口傳輸?shù)氖嵌M制數(shù)據(jù)，通常每8位二進制數(shù)字組成一個字節(jié)。并行口用八根線同時傳輸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、并口的IDE硬盤等。后來技術(shù)進步了，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 這個概念留到后面具體講通信協(xié)議的時候再做介紹。
模擬接口/硬件接口 在51單片機中，傳輸數(shù)據(jù)主要利用32個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IO口的高低電平實現(xiàn)的。如果對串口的協(xié)議有了解，可以給單片機寫程序，將任意兩個IO口做成串口，和電腦進行通信。但是事實上用到串口的時候，很少有人會這么做。
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CPU需要花很多時間處理串口相關(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)計好并集成在單片機中，也就是一個模塊，大大簡化了串口通信的軟件編程。串口發(fā)送數(shù)據(jù)需要一位一位的進行，有了硬件串口，在軟件上只需把要發(fā)送的一個字節(jié)數(shù)據(jù)放到硬件串口相關(guān)的寄存器中，硬件就會自動一位一位的把數(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)計中模塊可代換的特點，甚至是軟硬件之間也可以互相代換或補償。讀者或許對此感到不可思議，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。例如電腦聽音樂時，CPU、存儲器都是數(shù)字器件，結(jié)果卻能輸出模擬的聲音信號。
能把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的器件叫做模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC=Analog To Digital Converter），反過來，數(shù)字轉(zhuǎn)模擬就是數(shù)模轉(zhuǎn)換器了（DAC=Digital-to-Analog Converter）。
ADC/DAC也是兩種常見的微機系統(tǒng)模塊。在STC89C52RC單片機中沒有內(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51單片機或430等單片機中往往會有內(nèi)置的轉(zhuǎn)換模塊。
接口是單片機學(xué)習(xí)很重要的知識。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)會在后面的具體學(xué)習(xí)中涉及到。
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《單片機小白學(xué)步》系列教程（原名《單片機入門指南》）介紹 本系列教程從最基本的入門知識開始，逐步深入介紹單片機系統(tǒng)設(shè)計，內(nèi)容包括：
教程特點 1、技術(shù)知識點全面，從入門到精通 包含了各種基本知識，尤其是對單片機基本概念的介紹、為什么要用單片機等，在很多同類書籍教程中都被忽略了。同時也包含了一些深入的知識，包括原理篇考慮對單片機的基本原理進行介紹，有助于深入理解單片機。
本系列教程以51單片機為例進行介紹。通過51介紹完單片機的基本知識，我會再把430進行簡要介紹，尤其是對比兩者之間的優(yōu)缺點，讓大家很快感受到430的巨大優(yōu)勢，而學(xué)習(xí)51正好為快速了解430打下了堅實的基礎(chǔ)。
2、除了單片機知識，還有思想、方法、技巧的介紹 本系列教程中，介紹單片機各種模塊編程知識的主要是學(xué)習(xí)篇，而學(xué)習(xí)篇只是整個教程的一部分。在學(xué)習(xí)篇中我會貫穿各種方法技巧，如何理解一些模塊功能，怎么看時序圖，嚴(yán)格遵守工程思想進行編程，程序發(fā)生了錯誤怎么調(diào)試等等。而在思想篇中會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、知識先后順序的設(shè)計 單片機學(xué)習(xí)過程中，涉及大量的知識，而且很多知識之間相互依賴，關(guān)聯(lián)很強。
本系列教程對知識的先后順序進行比較明確的規(guī)劃，盡最大可能符合人的認(rèn)知過程。但是實際規(guī)劃時發(fā)現(xiàn)，無論怎么調(diào)整知識的順序，總有一些知識之間相互依賴，關(guān)系復(fù)雜。例如開始講IO口的時候肯定會提到寄存器，而寄存器這個詞的理解，需要深厚的背景知識。但是這些背景知識在沒有進行實踐的時候也很難理解。
初學(xué)者常常就會在這樣的地方感覺疑惑不解，不知所措。而每次遇到類似這樣的知識，我會向初學(xué)者指出，應(yīng)該如何對待。這個知識是應(yīng)該自己去學(xué)習(xí)補充，還是等到學(xué)完原理篇再做理解，而現(xiàn)在又應(yīng)該怎么去看待這個名詞。
另外，在整個教程的學(xué)習(xí)前，需要掌握一定的C語言等基礎(chǔ)知識，具體可參考教程第〇篇《序》中的相關(guān)說明
4、語言通俗易懂 本系列教程力求語言通俗易懂，而不會用一堆新手不懂的詞語去解釋另一個不懂的詞語。但是受限于個人語言表達能力，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。
其他問題 如果覺得我寫的對你有幫助，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，這樣方便我對其進行完善。
更多可參見：《如何以學(xué)習(xí)單片機為契機，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 的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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