串行通信基础知识 & MOXA产品知识 - 副本
串行通信基础知识
串行通信基础知识本节简要概括了串行通信中的相关概念，为学习PC 机与MCU 的串行通信做准备。
1. 基本概念我们知道，“位”（bit ）是二进制数字的简称，是可以拥有两种状态的最小二进制值，分别用“0”和“1”表示。
在计算机中，通常一个信息单位用8位二进制表示，称为一个“字节”（byte ）。
串行通信的特点是：数据以字节为单位，按位的顺序从一条传输线上发送出去。
这里至少涉及到以下几个问题：第一，每个字节之间是如何区分的？第二，发送一位的持续时间是多少？第三，怎样知道传输是正确的？第四，可以传输多远？等等。
这些问题属于串行通信的基本概念。
串行通信分为异步通信与同步通信两种方式，本节主要给出异步串行通信的一些常用概念。
正确理解这些概念，对串行通信编程是有益的。
① 异步串行通信的格式在MCU 的英文芯片手册上，通常说SCI 采用的是NRZ 数据格式，英文全称是：“standard non-return-zero mark/space data format ”，可以译为：“标准不归零传号/空号数据格式”。
这是一个通信术语，“不归零”的最初含义是：用负电平表示一种二进制值，正电平表示另一种二进制值，不使用零电平。
“mark/space ”即“传号/空号”分别是表示两种状态的物理名称，逻辑名称记为“1/0”。
对学习嵌入式应用的读者而言，只要理解这种格式只有“1”、“0”两种逻辑值就可以了。
图3.3.1给出了8位数据、无校验情况的传送格式。
这种格式的空闲状态为“1”，发送器通过发送一个“0”表示一个字节传输的开始，随后是数据位（在MCU 中一般是8位或9位，可以包含校验位）。
最后，发送器发送1到2位的停止位，表示一个字节传送结束。
若继续发送下一字节，则重新发送开始位，开始一个新的字节传送。
若不发送新的字节，则维持“1”的状态，使发送数据线处于空闲。
从开始位到停止位结束的时间间隔称为一帧（frame ）。
所以，也称这种格式为帧格式。
第七章--串行口
异步通信和同步通信 异步通信(Asynchronous Communication)
在异步通信中，数据通常是以字符(字节)为单位组成字符 帧传送的。字符帧由发送端一帧一帧地发送，通过传输线 由接收设备一帧一帧地接收。发送端和接收端可以有各自 的时钟来控制数据的发送和接收。 一个字符在异步传送中又称为一帧数据，字符帧也叫数据 帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四部分组成， 如图7-2所示。
例如，波特率为2400b/s的通信系统，若采用图7-2（a） 的字符帧，则字符的实际传送速率为2400／11=218.18帧 /s；若采用图7-2(b)的字符帧，则字符的实际传送速率为 2400/14=171.43帧/s。
串 行 通 信 和 基 础 知 识
串行口的结构
MCS-51串行口结构框图如图7-4所示。 主要由两个物理上独立的串行数据缓冲寄存器SBUF、发送 控制器、接收控制器、输入移位寄存器和输出控制门组成。 两个特殊功能寄存器SCON和PCON用来控制串行口的工作方 式和波特率。 发送缓冲寄存器SBUF只能写，不能读；接收缓冲寄存器 SBUF只能读，不能写。两个缓冲寄存器共用一个地址99H， 可以用读／写指令区分。
7.1串行通信的基础知识
7.2 MCS-51的串行I/O口及控制寄存器
7.3 串行口的工作方式 7.4 波特率的设计 7.5 MCS-51串行口的应用 7.6 MCS-51串行口的多机通信
本章首先介绍串行通信的基本概念，然后重 点讨论MCS-51系列单片机串行口的特点和用法， 要求掌握串行口的概念、 MCS-51串行口的结构、 原理及应用。
在进行通讯时，外界数据是通过引脚RxD(P3.0，串行数据 接收端)和引脚TxD(P3.1，串行数据发送端)与外界进行串 行通信。 输入数据先进入输入移位寄存器，再送入接收SBUF。在此 采用了双缓冲结构。
单片机原理_第10章 MCS-51系统的串行接口(教学PPT)
1
10.1 串行通信基础知识
通信的基本方式
• 并行通信：各位数据同时传送。
• 串行通信：数据一位位按顺序传送。
串行接口
2
10.1.1 串行通信的两种基本方式
1. 异步传送方式
收发双方有各自的时钟源控制字符发送 和接收，数据以一个字(字符)为传送单位， 它们在线路上传送不连续。异步传送时， 发送方能采用两种方式传送，即各个字符
2. 数据输入(接收)
当REN=1、SM0=0、SM1=1，并检测到 起始位后，由移位脉冲控制接收数据。当满 足条件：
RI=0； 收到停止位为“1”或SM2=0时，8位数据送 入SBUF，停止位进入RB8，置位中断标志RI。 如果两个条件不满足，数据将丢失。
串行接口
38
串行口方式1的时序
串行接口
串行接口
34
方式0：移位寄存器输入/输出方式
(1) 数据输出(发送) 数据写入SBUF后，数据在移位脉冲(TXD) 控制下， 由RXD端逐位移入74LS164。当8位数据全部移出后， TI由硬件置位，发生中断请求。若CPU响应中断，则 从0023H单元开始执行串行口中断服务程序，数据由 74LS164并行输出。
串行接口
MOV SCON, #80H
方式2：11(9)位异步发送/接收方式
REN=1、SM0=1、SM1=0时，串口以 方式2接收数据。当满足条件：
RI=0，SM2=0 ；
或收到的第9位数据为“1”。
8位数据送入SBUF，第9位数据进入 RB8，置位RI。如果条件不满足，数据将 丢失。
串行接口
串行接口
10
串行通信的基础知识
串行通信
17
9.2 MCS-51串行口及控制寄存器
一、串行接口控制： 1.数据缓冲器SBUF： 发送SBUF和接收SBUF共用一个地址99H。 1）发送SBUF存放待发送的8位数据，写入SBUF将同 时启动发送。发送指令： MOV SBUF，A 2）接收SBUF存放已接收成功的8位数据，供CPU读取。 读取串行口接收数据指令： MOV A，SBUF
25
9.3 MCS-51串行通信工作方式及应用
4.发送：写入SBUF，同时启动发送，一帧发送结束， TI=1。 接收：REN=1，允许接收。
接收完一帧，若RI=0且停止位为1 (或 SM2=0)，将接 收数据装入SBUF，停止位装入RB8，并使
RI=1；
否则丢弃接收数据，不置位RI。
26
9.3 MCS-51串行通信工作方式及应用
波 特 率
1/12 fosc （固定不变） 2SMOD/32 T1 溢出率 2SMOD/64 fosc 2SMOD/32 T1 溢出率
传 送 位 数
8（数据） 10（起始位、8位数据位、 停止位） 11（第9位为1：地址； 为0：数据） 11位 （同方式2）
发送 端
RXD TXD TXD TXD
接收 端
地线
发送接 收器
接收发数据线 发送接 收器 送器
地线
10
9.1 串行数据通信的基础知识
五、异步串行通信的信号形式：
1、远距离直接传输数字信号，信号会发生畸变， 因此要把数字信号转变为模拟信号再进行传送。 可利用光缆、专用通信电缆或电话线。 方法：通常使用频率调制法（频带传送方式）。
11
9.1 串行数据通信的基础知识
TXD 写入 发 SBUF 送 (a) 时 序 RXD输出
串行通信常用格式
标题：串行通信常用格式解析
一、引言
串行通信是一种常见的数据传输方式，尤其在需要长距离通信或者高带宽成本的情况下，串行通信具有很高的实用价值。
本篇文章将详细解析串行通信的常用格式，包括RS-232、RS-485、USB、I2C以及SPI等。
二、串行通信格式解析
1. RS-232：RS-232是一种广泛应用于计算机和外设之间的串行通信格式，其特点是数据传输速率较慢，但成本低，因此在一些对通信成本敏感的场合得到广泛应用。
2. RS-485：RS-485是一种改进的RS-232，它在多站点通信中表现出了更高的可靠性。
它通过采用差分信号传输，减少了噪声干扰，增强了通信的稳定性。
3. USB：USB是一种通用串行总线，支持即插即用，方便快捷。
USB通信格式支持高速和低速两种模式，适用于需要大量数据传输的场合。
4. I2C：I2C是一种简单、低成本的通信协议，主要用于芯片之间的通信。
它通过两根线（数据线）和一根地线进行通信，适用于需要少量数据传输且需要节省空间的场合。
5. SPI：SPI是一种高速、低功耗的通信协议，主要用于芯片之间的同步通信。
它通过四根线（数据线、时钟线、片选线和地址线）进行通信，适用于需要高速数据传输的场合。
三、总结
串行通信格式的选择应根据具体应用场景和需求进行。
了解并掌握各种格式的特点和适用场合，有助于我们选择最适合的通信方式，提高通信效率和稳定性。
can通信基础知识讲解
can通信基础知识讲解Can通信是一种常见的通信协议，广泛应用于汽车领域。
本文将从Can通信的基础知识入手，介绍Can通信的原理、特点以及应用。
一、Can通信的原理Can通信是Controller Area Network的缩写，即控制器局域网。
它是一种串行通信协议，主要用于在汽车电子系统中传输数据。
Can通信采用差分信号传输，通过两根线（Can_High和Can_Low）来实现数据的收发。
Can_High和Can_Low的电平差异表示二进制数据的0和1。
Can通信采用非归零编码，即数据在传输过程中不会回到零电平，从而减少了传输中的干扰。
二、Can通信的特点1. 高可靠性：Can通信采用冗余校验机制，即每个数据帧都包含有校验和。
接收端在接收到数据帧后会对校验和进行验证，从而保证数据的可靠性。
2. 高效性：Can通信采用了事件触发的方式，只有在需要发送数据时才进行通信，减少了通信的时间开销。
3. 可扩展性：Can通信支持多个节点之间的通信，节点数量可以灵活扩展。
4. 抗干扰性强：Can通信采用差分信号传输，能够有效抵抗电磁干扰和噪声干扰。
5. 实时性好：Can通信的传输速率较快，能够满足实时性的要求。
三、Can通信的应用Can通信广泛应用于汽车领域，主要用于实现汽车内部各个电子控制单元（ECU）之间的通信。
以下是Can通信在汽车领域的一些典型应用：1. 发动机控制单元（ECU）之间的通信：Can通信用于发动机控制单元与其他ECU之间的数据交换，如发动机转速、油耗等数据的传输。
2. 制动系统的控制：Can通信用于制动系统的各个部件之间的通信，如制动踏板、制动盘、制动液位等数据的传输。
3. 车身电子系统的控制：Can通信用于车身电子系统中各个部件之间的通信，如车门、车窗、天窗等设备的控制。
4. 安全系统的控制：Can通信用于安全系统中的各个部件之间的通信，如安全气囊、防抱死制动系统等设备的控制。
四、Can通信的发展趋势Can通信作为一种可靠、高效的通信协议，已经在汽车领域得到广泛应用。
串行通信基础知识
第9章
串行接口及串行通信技术
A 发送器 端
B 接收器 端
图9-5 单工方式
第9章
串行接口及串行通信技术
2．半双工( Half duplex)制式 半双工方式中，通信线路两端的设备都有一个发送 器和一个接收器，如图9-6所示。数据可双方向传送但 不能同时传送，即A端送B端收或B端送A端收，A、B 两端的发送/接收只能通过半双工通信协议切换交替工
送奇偶校验位，它只占帧格式的一位，用于传送数据 的有限差错检测或表示数据的一种性质，是发送和接
收双方预先约定好的一种检验(检错)方式。
第9章
串行接口及串行通信技术
(4) 停止位：字符帧格式的最后部分为停止位，逻辑
“ 1” 电平有效，位数可以是 1 位、 1/2位或 2位。表示一 个字符帧信息的结束，也为发送下一个字符帧信息做
两端协调同步工作，当接收端检测到停止位“1”时，
表示一帧数据已发送和接收完毕。图9-4表示同步通信 的字符
数据 字符1
数据 字符2
…
数据字 符n-1
数据 字符n
校验 字符
校验 字符
图9-4 同步通信数据传送格式
第9章
串行接口及串行通信技术
3．波特率 在串行通信中，发送设备和接收设备之间除了采
第9章
串行接口及串行通信技术
9.1 串行通信基础知识
9.1.1 并行通信和串行通信 1．并行通信 并行通信是指构成信息的二进制字符的各位数据 同时传送的通信方法，如图9-1所示。 2．串行通信
串行通信是指构成信息的二进制字符的各位数据
一位一位顺序地传送的通信方式，如图9-2所示。
第9章
串行接口及串行通信技术
有三条，一条用于发送，一条用于接收，一条用于公
串行通信
+5V
双向需4条线
TTL 电平
SN75175
SN75174
RS-422A输出驱动器为双端平衡驱动器。如果其中一条 线为逻辑“1”状态，另一条线就为逻辑“0”，比采用单端不 平衡驱动对电压的放大倍数大一倍。差分电路能从地线干扰 中拾取有效信号，差分接收器可以分辨200mV以上电位差。 若传输过程中混入了干扰和噪声，由于差分放大器的作用， 可使干扰和噪声相互抵消。因此可以避免或大大减弱地线干 扰和电磁干扰的影响。RS-422A传输速率（90Kbps）时， 传输距离可达1200米。
RS-485等。
串行通信接口标准
一、RS-232C接口
RS-232C是EIA（美国电子工业协会）1969年修订RS232C标准。RS-232C定义了数据终端设备（DTE）与数据 通信设备（DCE）之间的物理接口标准。
1、机械特性
RS-232C接口规定使用25针连接器，连接器的尺寸及每个 插针的排列位置都有明确的定义。（阳头）
RS-485 2线 差分 半双工 1.2KM@9600bps
信号定义
DataA, DataB, GND
接线成本 连接设备数 抗干扰能力 故障诊断
低 (3 线) 32台 强 难
常用接口标准电路
一、RS-232接口电路
C1 DSP UART C2 TXD
+ +
C1+ C1-
V+ VCC
+
C3 +3.3V C5
1 13 1 5
14
25
6
9
2、功能特性
3、过程特性
过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正 确地接收和发送数据 。
TXD 计 算 机 RXD RTS DSR
第6章 串行接口
5--8位
一个字符包括4个部分
奇偶校验位
停止位
1位
1位、1位半、2位 “1”有效
所以，一个字符由10个，10个半，11个位构成。
起始位 …
D0
D1
DN
奇偶校验位
停止位
图6-1
异步通信的字符格式
在异步通信时，通信双方必须事先约定。 （1）字符格式。 双方要事先约定数据位的位数、 奇偶校验形式及起始位和停止位的位数。 例如：用ASCⅡ码通信，有效数据为7位，加一个奇 偶校验位、一个起始位和一个停止位共10位。 （2）波特率（Baud rate）。波特率就是传送速率， 即每秒传送的二进制位数。单位为bit/s或波特。 波特率与字符的传送速率之间的关系为： 波特率= 一个字符的二进制编码位数*字符数/秒. 要求发送端与接收端的波特率必须一致。 假设：数据传送率是120字符/s，每个字符格式包含十 个代码位（一个起始位、一个终止位、8个数据 位），波特率为： 10×120=1200bit/s=1200波特
TI：发送中断标志。 在一帧数据发送结束时由硬件置位。 TI=1表示“发送缓冲器已空”，通知CPU可以 发送下一帧数据。 TI位可作为查询；也可作为中断申请标志位。 TI不会自动复位，必须由软件清0。 RI：接收中断标志。 在接收到一帧有效数据后由硬件置位。 RI=1表示一帧数据接收完毕，并已装入接收缓 冲器中，即表示’’接收缓冲器以满’’，通 知CPU可取走该数据。 该位可作为查询，也可作为中断申请标志位。 同样RI不会自动复位，必须由软件清0。
51系列单片机串行口的结构 51系列单片机串行口的控制 波特率设计
6．2．1 89C51单片机串行口的结构
(整理)串行通信的基础知识.
串行通信的基础知识串行数据通信要解决两个关键技术问题，一个是数据传送，另一个是数据转换。
所谓数据传送就是指数据以什么形式进行传送。
所谓数据转换就是指单片机在接受数据时，如何把接收到的串行数据转化为并行数据，单片机在发送数据时，如何把并行数据转换为串行数据进行发送。
8.1.1 数据传送单片机的串行通信使用的是异步串行通信，所谓异步就是指发送端和接收端使用的不是同一个时钟。
异步串行通信通常以字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。
字符帧由发送端一帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。
1. 字符帧的帧格式字符帧由四部分组成，分别是起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。
如图8.1所示：1）起始位：位于字符帧的开头，只占一位，始终位逻辑低电平，表示发送端开始发送一帧数据。
2）数据位：紧跟起始位后，可取5、6、7、8位，低位在前，高位在后。
3）奇偶校验位：占一位，用于对字符传送作正确性检查，因此奇偶校验位是可选择的，共有三种可能，即奇偶校验、偶校验和无校验，由用户根据需要选定。
4）停止位：末尾，为逻辑“1”高电平，可取1、1.5、2位，表示一帧字符传送完毕。
图8.1 字符帧格式异步串行通信的字符帧可以是连续的，也可以是断续的。
连续的异步串行通信，是在一个字符格式的停止位之后立即发送下一个字符的起始位，开始一个新的字符的传送，即帧与帧之间是连续的。
而断续的异步串行通信，则是在一帧结束之后不一定接着传送下一个字符，不传送时维持数据线的高电平状态，使数据线处于空闲。
其后，新的字符传送可在任何时候开始，并不要求整倍数的位时间。
2. 传送的速率串行通信的速率用波特率来表示，所谓波特率就是指一秒钟传送数据位的个数。
每秒钟传送一个数据位就是1波特。
即：1波特＝1bps（位/秒）在串行通信中，数据位的发送和接收分别由发送时钟脉冲和接收时钟脉冲进行定时控制。
时钟频率高，则波特率高，通信速度就快；反之，时钟频率低，波特率就低，通信速度就慢。
单片机基础(第3版——第8章
/输出。 方式0实现数据并行输入/输出“并入串出”芯片 （74165）用于பைடு நூலகம்并行输入数据通过移位形成位串, 传送
给串行口；而“串入并出”芯片（74164）则接收串 行口的串行数据, 通过移位形成8位并行数据输 出。
80C51串行口寄存器结构
8.2.2 串行口控制机制
80C51串行口通过控制寄存器、中断功能和波特率设置实现串行通 信控制。
1.串行口控制寄存器（SCON）－98H
■ SM0、SM1——串行口工作方式选择位。其状态组合所对应的 工作方式为:
■ SM0SM1＝00，工作方式0；SM0SM1＝01，工作方式1； SM0SM1＝10，工作方式2；SM0SM1＝11，工作方式3。
工作方式0时, 移位操作(串入或串出)的波特率是固定的, 为单片机晶振频率的1/12, 若晶振频率用fosc表示, 则波特率＝fosc/12。按此波特率的一个机器周期进行 一次移位, 若fosc＝6 MHz, 则波特率为500 kb/s, 即 2 μs移位一次。
利用串行口方式0实现数据并行输入/输出
8.3.3 串行工作方式2 和3
串行工作方式2和3都是11位为一帧的串行通信方式, 即 1个起始位、9个数据位和1个停止位。
在这两种工作方式下, 字符还是8个数据位, 只不过增 加了一个第9数据位(D8）, 它是一个可编程位, 其 功能由用户设定。
在发送数据时, 应予先在串行口控制寄存器SCON的 TB8 位中把第9个数据位的内容准备好。
单片机基础（第3版）
第8章 80C51单片机串行通信
1. 串行通信基础知识 2. 80C51串行口 3. 80C51串行口工作方式 4. 串行通信数据传输速率 5. 串行通信应用
串行通信的基础知识
串行通信的基础知识1.串行通信和并行通信计算机与外界的信息交换称为通信。
基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。
一组信息的各位数据被逐位挨次传送的通信方式称为串行通信。
串行通信可通过串行接口来实现。
串行通信速度慢，但传输线少，相宜长距离通信。
一组信息（通常是字节）的各位数据被同时传送的通信方法称为并行通信。
并行通信依靠并行I/O接口实现。
并行通信速度快，但传输线根数多，只适用于近距离（相距数公尺）的通信。
2.信息传送方向依据信息的传送方向，串行通信可以进一步分为单工、半双工和全双工3种。
信息只能单方向传送称为单工；信息能双向传送，但不能同时双向传送称为半双工；能够同时双向传送则称为全双工。
MCS-5l单片机有一个全双工串行口。
全双工的串行通信只需要一根输出线（TXD）和一根输入线（RXD）。
3.同步方式和异步方式(1) 同步方式是将一大批数据分成几个数据块, 数据块之间用同步字符予以隔开, 而传输的各位二进制码之间都没有间隔。
其基本特征是发送与接收时钟始终保持严格同步。
(2）异步通信是按帧传送数据, 它利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步,每帧内部各位均采纳固定的时间间隔, 但帧与帧之间的时间间隔是随机的。
其基本特征是每个字符必需用起始位和停止位作为字符开头和结束的标志, 它是以字符为单位一个个地发送和接收的。
4.波特率在一帧信息中，每一位的传送时间（位宽）是固定的，位传送时间的倒数称为波特率（Baud rate），波特率表示每秒传送的位数。
例如每秒960个字符，若每个字符为10位，则波特率为9600。
位传送时间是104μS。
MCS-51串行I/O接口的基本工作是：发送时，将CPU送来的并行数据转换成肯定格式的串行数据，从引脚TXD上按规定的波特率逐位输出；接收时，要监视引脚RXD，一旦消失起始位“0”，就将外围设备送来的肯定格式的串行数据转换成并行数据，等待CPU读入。
第8章串行数据通信
MOV @R0，A CLR RI INC R0 SJMP WAIT
；查询等待
；读取接收数据 ；保存数据
；准备下一次接收
2.中断方式：
MAIN： H：
RINT：
ORG AJMP … SJMP CLR MOV MOV INC RETI
0023H
RINT
起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位
起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 停止位
一帧字符发送/接收结束，置位标志位(TI/RI)， 并申请串行中断。
中断控制：中断允许位ES、总允许EA； 中断入口：0023H•。第8章串行数据通信
一、串行接口控制：
接收完一帧，若RI=0且第9位为1 (或SM2=0)，将接收数据
装入接收SBUF，第9位装入RB8，使RI=1；否则丢弃接收数据，
不置位RI。
•第8章串行数据通信
时序图：
写入 SBUF
TXD输出
起始位
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TB8 停止位
TI
检测 负跳变
RXD输入
起始位 D0
（1）方式0：同步移位寄存器方式
用于扩展并行I/O接口。 1. 一帧8位，无起始位和停止位。 2. RXD：数据输入/输出端。
TXD：同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。
3. 波特率B＝fosc/12 如：fosc＝12MHz，B＝1MHz，每位数据占1s。
4. 发送过程：写入SBUF，启动发送，
RXD
数据
低→高
QH
（2） SIN
S/L CLK
【大学】串行数据通信
.
●TI，发送中断标志位。在方式0时，当串行 发送第8位数据结束时，或在其它方式，串行 发送停止位的开始时，由内部硬件使TI置1， 向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必 须用软件将其清0，取消此中断申请。
●RI，接收中断标志位。在方式0时，当串行 接收第8位数据结束时，或在其它方式，串行 接收停止位的中间时，由内部硬件使RI置1， 向CPU发中断申请。也必须在中断服务程序 中，用软件将其清0，取消此中断申请。
.
PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关 ：
SMOD（PCON.7） 波特率倍增位。在串行口 方式1、方式2、方式3时，波特率与SMOD有关， 当SMOD=1时，波特率提高一倍。复位时， SMOD=0。
=（2SMOD ×fosc /[32 × 12 × (2n-初值)]
.
在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz和 11.0592MHz。所以，选用的波特率也相对固定。 常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。
.
串行口工作之前，应对其进行初始化，主 要是设置产生波特率的定时器1、串行口控 制和中断控制。具体步骤如下：
.
三、串行通信波特率
波特率bps(bit per second)定义: 每秒传输数据的位数。 波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率，否则无法成 功地完成串行数据通信。 如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含10位(1个 起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的波特率为：
高速串行通信协议的基础知识
高速串行通信协议的基础知识嘿，朋友们！今天咱来聊聊高速串行通信协议这个听起来有点高大上的玩意儿。
你想想看啊，这高速串行通信协议就像是一条信息的高速公路！它让数据能像一辆辆飞速行驶的汽车一样，快速、准确地从一个地方跑到另一个地方。
没有它，那信息传递不就像在羊肠小道上艰难前行，慢吞吞的，多耽误事儿呀！比如说，咱平时用手机打电话、传照片、看视频，这背后可都离不开高速串行通信协议呢。
它就像一个神奇的魔法师，默默地在后台工作，让一切都变得那么顺畅。
它有很多特点呢，就像一个人的优点一样。
首先呢，它速度快呀，眨眼间数据就传过去了，这效率，杠杠的！然后呢，它还很可靠，就像一个靠谱的朋友，答应你的事儿肯定能做到，不会把数据给弄丢或者弄错。
那怎么理解这个协议呢？咱可以把它想象成一种规则，就像玩游戏得有游戏规则一样。
大家都按照这个规则来，才能玩得开心，数据才能准确无误地传输呀。
要是没有这个规则，那不就乱套了，数据都不知道跑哪儿去啦！在实际应用中，不同的场景可能会用到不同的高速串行通信协议哦。
就好像不同的场合要穿不同的衣服一样，可不能乱套。
比如说，在电脑里面，可能用的是一种协议；在手机里，又是另外一种协议啦。
而且啊，这个高速串行通信协议还在不断发展呢！就像我们人一样，要不断学习进步呀。
随着技术的进步，它会变得越来越厉害，速度越来越快，可靠性越来越高。
那我们普通人在生活中怎么能感受到它的重要性呢？嘿嘿，你想想，要是没有它，你的手机上网会变得慢吞吞的，看视频老是卡顿，那多烦人呀！所以说呀，可别小看了它。
总之呢，高速串行通信协议虽然听起来很专业，但其实和我们的生活息息相关呢。
它就像一个默默奉献的幕后英雄，为我们的科技生活保驾护航。
咱得好好感谢它呀，没有它，咱的生活可就没这么便利啦！大家说是不是呀！。
485自动收发原理
485自动收发原理485自动收发原理一、485总线概述485总线是一种串行通信协议，它是以RS-232为基础的一种通信协议。
它采用差分信号传输方式，可以在长距离、高噪声环境下进行可靠的数据传输。
因此，485总线广泛应用于工业自动化、楼宇自控等领域。
二、485自动收发原理1. 串行通信基础知识在介绍485自动收发原理之前，我们需要了解一些串行通信的基础知识。
串行通信是指将数据位逐个传输，每个数据位之间通过一个时钟信号进行同步。
在串行通信中，有两种常见的传输方式：同步传输和异步传输。
2. 485总线物理层在物理层上，485总线采用差分信号传输方式。
差分信号是指将两个相反的电平作为一个逻辑电平进行传输。
这样可以有效地抵消环境中的干扰信号。
3. 485总线数据链路层在数据链路层上，485总线采用了半双工通信方式。
这意味着同一时间内只能有一个设备发送数据，并且接收方必须等待发送方发送完毕后才能发送数据。
为了保证数据的可靠传输，485总线采用了差错检测和纠正技术。
4. 485自动收发原理485自动收发原理是指通过硬件电路实现自动切换发送和接收状态。
在发送数据时，控制器将数据写入发送缓冲器，并将控制信号置为发送状态。
此时，驱动电路会将缓冲器中的数据转换成差分信号进行传输。
在接收数据时，控制器将控制信号置为接收状态，并等待驱动电路传输的差分信号到达接收缓冲器。
此时，接收缓冲器会将差分信号转换成数字信号，并传递给控制器。
5. 485自动收发原理实现在实现485自动收发原理时，需要使用一些特殊的芯片或模块。
常见的有MAX485、ADM2483、SN75176等芯片或模块。
这些芯片或模块具有自动切换发送和接收状态的功能，并且支持半双工通信方式。
6. 485总线应用场景由于485总线具有长距离、高噪声环境下可靠传输的特点，因此广泛应用于工业自动化、楼宇自控、智能家居等领域。
例如，在工业自动化中，485总线可以用于PLC控制器与传感器、执行器之间的通信；在楼宇自控中，485总线可以用于空调、照明等设备的控制和监测；在智能家居中，485总线可以用于家庭安防、照明等场景的控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6
7 8
7
8
Confidential
串行通信 VS 并行通信
串行通信 通信距离 搞干扰能力 传输速度 成本 远 高 慢 低 并行通信 近 低 快 高
Confidential
串行通讯数据格式
Confidential
RS-232 连接类型 II
RS-232 信号
DTE 信号 接线 DCE 信号
TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND
RxD TxD CTS RTS DSR DTR DCD GND
典型应用: PC + 直连电缆 + Modem DCE 设备上的DCD信号一般用作输出信号
Confidential
RS-232-C 发展
用于串行通讯的标准。
DB25
• 规定采用一个25 个脚的DB-25 连接器 • 对连接器的每个引脚的信号加以规定 • 对各种信号的电平加以规定。
IBM 将RS232 简化成了DB-9 连接器
工业控制的RS-232 一般只使用
RXD、TXD、GND 三条线。
120Ω
Data+(B)
……
PLC #1 PLC #2 PLC #3 PLC #31
最大1.2公里，32节点
Confidential
RS-485 拓扑结构 II
2 线半双工
特点
1. 距离可达 1.2公里 2. 抗干扰能力强 3. 低接线成本 4. 同一总线可连接 32个节点，使用中继器最多可达256个节点
Confidential
RS-422电气特性
发送驱动器A、B之间的电压差
• 正电平在+200mv～+6V，是一个逻辑状态 • 负电平在-200mv～-6V，是另一个逻辑状态
Confidential
RS-422信号
收、发端通过平衡双绞线将Txd+与Rxd+ 、Rxd-与 Txd-对应相连
• 大于+200mV的电平时输出正逻辑电平 • 小于-200mV时输出负逻辑电平
RS-422
传输类型 连接类型 数据流控 可连接设备数 全双工 点对点 无 32节点
4-线 RS-485
全双工 多站 RTS控制或 ADDC控制 32节点
2-线 RS-485
半双工 多站 RTS控制或 ADDC 控制 32 节点
Confidential
RS-485 拓扑结构 I
点对点
Data+(B)
Confidential
RS-422 & RS-485接线
RS-422可支持10个节点，RS-485可支持32 个节点
拓扑一般采用总线型结构,不支持环形或星形 网络
在构建网络时应注意以下几点:
１、采用双绞线作总线,将各个节点串接起来
如下的连接方式:
a,b,c 为错误连接;d,e,f为正确连接方式. ２、注意总线阻抗匹配,否则就会发生信号的反射
低
Confidential
RS485信号定义
4-Wire TxDA(-) TxDB(+) RxDB(+) RxDA(-) GND 2-Wire DataB(+) DataA(-) GND
Confidential
2线与4线接线： 4 线全双工
起始位: 总是 “1” 数据位: 5, 6, 7, 8 位
校验: None, Odd, Even, Space, Mark
停止位: 1, 1.5(数据位 =5), 2 位
Start
1
数据帧长度
Data
5, 6, 7, 8
Parity
1
Stop
1, 1.5, 2
Unit: bit
如果N, 8, 1: 数据帧长度为 10 位 如果E, 7, 2: 数据帧长度为 10 位
Confidential
RS-485 数据流方向控制
什么是数据流方向控制 ?
• 在一个时间只允许一个设备发送 • 如果流控信号时序不对，整个RS-485 网络将不能正常 工作
流控的方式
• 1. 传统的RTS控制
- 内部电路使用 RTS信号来决定发送和接收 - 无数据发送时，RTS信号处于清除状态，此时收发器处于 监听模式 - 当有数据发送时设置RTS信号， 同时断开监听模式 - 当数据发送完成之后清除RTS信号，转回监听模式 - RTS 状态由用户软件控制
串口信号
RS-232 RS-422/485
Confidential
串行通信的基本概念
串行通信资料是一个bit 一个bit地送出,且每个bit表示不 是0就是1
1 bit
Confidential
并行通信的基本概念
一次发送和接收多个Bit, 传输一次就可以完成 一个 Byte的容量。传输的效率高
1
2 3
4
……
PLC #1 PLC #2 PLC #3 PLC #31
Confidential
最大1.2公里，32节点
RS-485 拓扑结构 III
4 线全双工
特点
1. 距离可达 1.2公里
2. 抗干扰能力强 3.同一总线可连接 32个节点，使用中继器最多可 达256个节点
优点 缺点
1. 无碰撞发生 2. 易于编程 1. 接线成本比 2 线制RS-485高
Confidential
ADDC (自动数据流控)
ADDC™ 2线RS-485通过硬件准确的切换数据收发状态 ADDC™是我们的专利技术
1. 没按键时, 处于监听状态; (数据接收状态) 2. 判断当前频率是否有信号? (检查线路上是否有数据)
3. 确认当前频率空闲, 按键讲话对方可以听到; (线中上没有数据, 切换状态到数据发送)
DB9
Confidential
电气特性、逻辑电平
EIA-RS-232C对电气特性、逻辑电平和各种信号线功能 都作了规定。 • • • • • 在TxD和RxD上：逻辑1=-3V～-15V 逻辑0=+3～＋15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15V
MOXA定义 B为信号正 A为信号负
|A-B|>200mv
Confidential
RS-422 特性
RS-422传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到1200米 （速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最 多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、 平衡传输方式，被命名为TIA/EIA-422-A标准。 平衡传输方式
Confidential
RS232
由电子工业协会（EIA）制订并发布工业标准，RS-232标准在 1962年发布，保证不同厂家产品之间的兼容。 RS-232-C 接口（又称EIA RS-232-C ）是目前最常用的一种串行 通讯接口。 RS-232 作用: 在串行通讯时，要求通讯双方都采用统一的标准接 口，使不同的设备进行通讯。
串行通信基础知识 MOXA产品知识
Prepared by: 彭洪波 Date: 9-10-2009
议程
串行通信基础知识 MOXA产品知识
Confidential
串行通信基础知识
Confidential
串行通信基础知识
串口信号 串口流控 串口效能 串口保护
Confidential
RS-232 连接类型 I
RS-232 信号 DTE 信号 接线 TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND 典型应用: PC + 交叉电缆 + PC DTE信号 TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND
短接DCD信号和DSR 信号，确保所有应用程序工作， 比如架装服务器的控制台端口。
TTL
0V
RS-232
-12V
Confidential
RS-232信号传输及信号波形
Confidential
RS-232 接口
信号定义：TXD、RXD、RTS、CTS、DTR、DSR、 DCD、RI、GND（Female/Male定义相反） 最高速率：115200bps
Confidential
Confidential
RS-422/485 信号
差分信号
5V
D0
0V
UART
Stop Parity
Data
Start
收发器
Stop Parity
Data
Start
TxB
D7
并行
……
TxA
TTL (B+Noise) – (A+Noise) > 0.2 V
RS-422/485 高
(B +Noise) – (B+Noise) < - 0.2V
Confidential
串口信号
RS-232 RS-422/485
Confidential
RS-232 VS RS-422
RS-232通信距离短 RS-232通信速率低 提出RS-422定义了一种平衡通信接口，数据信号 采用差分传输方式，它使用二对双绞线，将一对中 一根定义为A，另一根定义为B
Rx+(B) Rx-(A) Tx+(B)
Moxa CI-134
Rx-(A)
Tx-(A)