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Linux下ARM和单片机的串口通信研究
一、ARM和单片机简介
ARM芯片是一种微处理器，属于精简指令集（ReducedInstructionSetComputing，RISC）架构，主要用于嵌入式设备和移动设备。它具有低功耗、高性能、可扩展性和低成本等优点。在嵌入式设备领域，ARM芯片已经成为了主流的处理器。单片机（Microcontroller，MCU）是一种单一的芯片，包含了处理器、存储器、外设和接口等功能。它主要用于嵌入式控制系统，如电子测量仪器、温度控制器、机器人等。单片机体积小、功耗低，可直接与外部设备进行通信，能够扩展其功能并提高其性能。
二、串口通信
串口通信是将数字数据逐位依次串行传输的一种通信方式。在串口通信过程中，发送方按照一定的规则将数据发送出去，接收方则按照相同的规则接收并还原数据。串口通信与并口通信相比，有如下优点：1）传输距离远，2）线路简单，3）支持异步传输和同步传输，4）可对二进制、字符和控制信息进行传输。
三、串口通信的实现
1.串口通信的协议
串口通信需要遵循一定的通信协议，常见的有以下两种协议：
（1）同步协议（Synchronous）
同步协议是指在通信过程中，发送方和接收方需要进行时钟同步，以确保数据的同步传输。同步协议的优点是传输速率高，但也有一定的缺点，如时钟同步需要消耗系统资源，而且故障率高。
（2）异步协议（Asynchronous）
异步协议是指在通信过程中，发送方和接收方不需要进行时钟同步。发送方每次传输一个数据帧，接收方通过帧的起始位、数据位、校验位和停止位等信息提取出数据。异步协议的优点是易于实现，但传输速率较慢（一般不超过115200bps），误码率高。
2.串口的参数设置
在进行串口通信前，需要设置串口的各种参数，如波特率、数据位、停止位、校验位等。其中，波特率是指数据传输的速率，常见的波特率有9600bps、19200bps、38400bps、115200bps等。数据位是指每个数据帧中数据位的个数，一般为8位；停止位是指数据帧传输结束时，发送方向总线中加入的位，一般为1位。校验位是指用于检验数据传输过程中是否出现错误的位，通常有奇偶校验和无校验两种。
3.ARM与单片机的串口通信
在ARM与单片机间进行串口通信，需要在两端分别配置串口参数，并使用相同的通信协议。具体实现步骤如下：
(1)单片机端配置串口参数，设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数，配置串口发送和接收中断。
(2)ARM端配置串口参数，设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数，通过串口发送数据给单片机，或接收单片机发送的数据。
(3)在单片机端编写串口接收和发送中断函数，接收ARM发送的数据或向ARM发送数据。
(4)在ARM端编写串口接收和发送函数，发送数据到单片机或接收单片机发送的数据。
四、结论
串口通信是一种常见的嵌入式设备通信方式，它能够方便地进行单向或双向数据传输，广泛应用于各种嵌入式系统中。ARM和单片机作为常见的嵌入式处理器，对于串口通信的实现也各有优劣。在实际应用中，需要结合具体的设计需求和硬件平台，选择合适的通信方式和通信协议，以满足系统要求。