### 串口通信技术详解：全双工与增强型UART
#### 串口通信概览
串行通信是一种数据传输方式，其中数据被逐位发送和接收，这与并行通信形成对比，后者同时发送多位数据。串口通信在各种设备之间传输数据时非常有用，尤其是在距离较长或资源有限的情况下。串口通信可以分为半双工、准双工和全双工三种类型，而本篇将重点探讨全双工模式及其在串口通信中的应用。
#### 全双工串口通信
全双工（Full-Duplex）串口通信是指能够同时进行数据的发送和接收的通信模式，无需在发送和接收之间切换。这意味着在一个通信链路中，数据可以双向同时流动，提高了通信效率和实时性。这种模式对于需要实时数据交换的应用尤其重要，如工业自动化、远程监控系统等。
#### 增强型UART详解
增强型UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种高级的串行通信接口，它在标准UART的基础上增加了更多功能，如更多的操作模式、更灵活的波特率设置和更强的数据处理能力。下面详细介绍增强型UART的几种操作模式：
1. **Mode 0**：在该模式下，串行数据通过RxD输入和输出，TxD输出移位时钟信号。每次传输和接收8位数据（最低有效位LSB先发送）。波特率固定为振荡器频率的1/12（在12时钟模式下）或1/6（在6时钟模式下）。
2. **Mode 1**：此模式下，每帧包含10位：起始位（0）、8个数据位（LSB先发送）、停止位（1）。接收时，停止位存储在特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率是可变的，可以根据实际需求调整。
3. **Mode 2**：每帧传输11位：起始位（0）、8个数据位（LSB先发送）、一个可编程的第9位数据和停止位（1）。在发送时，第9位数据（TB8）可以从SCON寄存器中指定值0或1，或者用来传输奇偶校验位。接收时，第9位数据进入SCON的RB8位，停止位则被忽略。波特率可以设定为振荡器频率的1/32或1/64（12时钟模式），或1/16或1/32（6时钟模式）。
4. **Mode 3**：与Mode 2类似，也传输11位数据，区别仅在于波特率是可变的。
#### 多处理器通信
在Mode 2和Mode 3中，增强型UART提供了多处理器通信的特殊功能。这两种模式下，接收9位数据，其中第9位用于特定的通信协议，如地址识别或命令识别，使得多个处理器可以通过共享的串行总线进行有效通信，提高系统的灵活性和扩展性。
#### 结论
串口通信技术，特别是全双工模式下的增强型UART，为现代电子系统提供了强大的数据传输能力。无论是简单的点对点通信还是复杂的多处理器网络，串口通信都能提供可靠、高效的数据交换解决方案。掌握这些基础知识和技术细节，对于设计和优化基于串口通信的系统至关重要。
