第6讲 串口
第六讲 简单IO接口设计
6.1 I/O接口基本概念——控制方式
设备间数据传送方式和控制方式
不同的设备，CPU采用不同的控制方式实现数据的传送。
8088的管脚图
复习
8088 CPU系统的两种组态
复习
课本150/208页图勘误： SA8-SA15->SD8-SD15 实验课上的实验 箱引出了前述5 组常用信号线
复习
8088最小系统的MEM读、写时序
T1 总线时钟 IO/M A19～ A16 /S6～ S3 A15～ A8 AD7～ AD0 ALE RD A7～ A0 T2 T3 T4
T1 总线时钟
T2
T3
T4
① ②
A19～ A16 A7～ A0
⑨
IO/M A19～ A16 /S6～ S3 A15～ A8
① ②
A19～ A16 A7～ A0 A7～ A0 D7～ D0
⑨
⑨
D7～ D0
AD7～ AD0 ALE WR
③ ④ ① ⑤
⑥
③ ④
⑥
⑦
⑨
⑦ ⑧
DT/R DEN
①
DT/R DEN
PC系统中设备繁多，需要通 过接口来区分不同设备； 各设备的工作速度远低于 CPU的速度，需要接口进行 速度匹配； 各设备表示信息的格式与计 算机不同，由接口电路完成 格式转换；
AB
CPU 系统
DB CB
存储器 I/O接口 接口
存储器
I/O设备
串口通信的基本知识
串口通信的基本知识本文介绍了串口通讯的基本概念、数据格式、通讯方式、典型的串口通讯标准等内容。
串口通讯，RS232,RS485，停止位，奇校验，偶校验1 串口通讯串口通讯(Serial Communication)，是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。
串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准，没有规定接口插件电缆以及使用的协议。
2 串口通讯的数据格式一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。
每一个字符的前面都有一位起始位(低电平)，字符本身由7位数据位组成，接着字符后面是一位校验位(检验位可以是奇校验、偶校验或无校验位)，最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定长的空闲位，停止位和空闲位都规定为高电平。
实际传输时每一位的信号宽度与波特率有关，波特率越高，宽度越小，在进行传输之前，双方一定要使用同一个波特率设置。
3 通讯方式单工模式（Simplex Communication）的数据传输是单向的。
通信双方中，一方固定为发送端，一方则固定为接收端。
信息只能沿一个方向传输，使用一根传输线。
半双工模式（Half Duplex）通信使用同一根传输线，既可以发送数据又可以接收数据，但不能同时进行发送和接收。
数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。
因此半双工模式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。
半双工通信中每端需有一个收发切换电子开关，通过切换来决定数据向哪个方向传输。
因为有切换，所以会产生时间延迟，信息传输效率低些。
全双工模式（Full Duplex）通信允许数据同时在两个方向上传输。
因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
在全双工模式中，每一端都有发送器和接收器，有两条传输线，信息传输效率高。
Quectel_M26-OpenCPU_硬件设计手册_V1.0
2 综述 ...................................................................................................................................................... 11
3.5.1. 主串口............................................................................................................................. 34
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Q n 3.2.2. 关机 ................................................................................................................................ 26 3.2.2.1. PWRKEY 引脚关机............................................................................................ 26 e 3.2.2.2. API 函数关机...................................................................................................... 27 fid 3.2.2.3. 低压自动关机 ..................................................................................................... 27 3.2.3. 推荐的系统开关机电路 ................................................................................................... 28 3.3. 省电技术 ................................................................................................................................ 29
9串口定义
9串口定义1. 串口简介串口（Serial Port），也称为COM口，是计算机与外部设备进行数据传输的一种通信接口。
它是一种以串行方式传输数据的接口，与并行接口相对。
串口通过将数据逐位地传输，可以实现长距离传输和多设备连接。
2. 串口的定义串口定义了一组规范，包括数据传输的格式、通信协议、信号电平等。
在计算机领域，常用的串口定义包括RS-232、RS-485、USB等。
2.1 RS-232RS-232是一种常用的串口定义，它定义了串口的物理接口和电气特性。
RS-232接口使用DB-9或DB-25连接器，支持最高传输速率为115200bps。
RS-232接口常用于计算机与调制解调器、打印机等设备之间的连接。
2.2 RS-485RS-485是一种多点通信的串口定义，它支持多个设备在同一条总线上进行通信。
RS-485接口使用两根信号线进行数据传输，可以实现长距离传输和多设备连接。
RS-485接口常用于工业自动化领域，如PLC、传感器等设备的连接。
2.3 USBUSB（Universal Serial Bus）是一种通用串口定义，它支持热插拔和高速数据传输。
USB接口使用Type-A、Type-B、Micro-USB、USB-C等连接器，可以连接各种外部设备，如鼠标、键盘、摄像头等。
USB接口在计算机领域得到广泛应用。
3. 串口的引脚定义串口的引脚定义根据不同的串口标准有所差异。
以RS-232为例，它使用DB-9连接器，共有9个引脚，分别是：1.DCD(Data Carrier Detect)2.RXD(Receive Data)3.TXD(Transmit Data)4.DTR(Data Terminal Ready)5.GND(Ground)6.DSR(Data Set Ready)7.RTS(Request to Send)8.CTS(Clear to Send)9.RI(Ring Indicator)4. 串口的数据传输格式串口的数据传输格式包括数据位、停止位、校验位等。
串口通信模块的信息和使用
串口通信模块的信息和使用一、串口通信模块的基本信息1.主要功能：串口通信模块主要用于实现串行数据的传输和接收。
它能将并行数据转为串行数据进行传输，并将接收到的串行数据再转为并行数据。
可通过串口控制器来控制通信的波特率、数据位、停止位和奇偶校验位等参数。
2.常见串口接口：如RS-232、RS-485、TTL等。
RS-232是最为常见的串口接口，一般用于个人电脑和外设的连接。
RS-485是用于多点通信的串口接口，可同时连接多个设备。
TTL串口是指以逻辑电平为3.3V或5V的串口接口，一般用于单片机和其他外设的连接。
3.通信原理：串口通信模块通过串口控制器来实现数据的传输和接收。
发送端将并行数据转为串行数据，并通过串口线将数据发送给接收端。
接收端接收到数据后，通过串口控制器将串行数据转为并行数据。
二、串口通信模块的使用1.硬件连接：首先，需要将串口通信模块连接到设备的串口接口上。
通常需要使用串口线将模块的发送引脚连接到设备的接收引脚，同时将模块的接收引脚连接到设备的发送引脚。
还需要连接好地线，以提供电路的共地参考。
3.编程实现：使用串口通信模块时，需要编写相应的程序来实现数据的传输和接收。
对于发送数据，可以通过向串口控制器的发送寄存器写入需要发送的数据。
对于接收数据，可以通过读取串口控制器的接收寄存器来获取接收到的数据。
4.错误处理：在使用串口通信模块时，可能会出现一些错误情况，如数据丢失、通信超时等。
为了确保数据的可靠传输，需要进行相应的错误处理，如重新发送数据、增加数据校验等。
5.调试工具：在开发和调试串口通信模块时，可以使用串口调试工具来进行测试和调试。
串口调试工具可以显示串口发送和接收的数据，并提供相应的调试功能，如发送数据、接收数据、改变通信参数等。
6.其他功能：除了基本的数据传输和接收，串口通信模块还可以实现其他功能，如流控制、中断处理等。
流控制可以通过软件或硬件的方式来实现，用于控制数据的传输速率。
串口通信原理及操作流程
串口通信原理及操作流程串口通信是一种通过串行连接来传输数据的通信方式。
相对于并行通信而言，串口通信只需要一条数据线来传输数据，因此更节省空间和成本。
串口通信常用于计算机与外设之间的数据传输，如打印机、调制解调器、传感器等。
串口通信的原理主要是通过发送和接收数据的方式来实现通信。
在串口通信中，发送方将要传输的数据按照一定的协议进行封装，然后逐位地通过数据线发送给接收方。
接收方在接收到数据后，根据协议进行解封，得到传输的数据。
串口通信的操作流程如下：1.配置串口参数：在进行串口通信之前，需要先对串口进行初始化和配置。
配置包括波特率、数据位、停止位、奇偶校验等。
波特率表示每秒钟传输的位数，不同设备之间的串口通信需要保持一致。
2.打开串口：打开串口可以通过编程语言的串口操作函数来实现。
打开串口时，应该确保该串口没有被其他程序占用。
3.发送数据：发送数据时，需要将待发送的数据封装成符合协议要求的数据包。
一般情况下，数据包开头会有起始符和目标地址、源地址等标识信息，以便接收方识别数据包。
4.接收数据：接收数据时，需要通过串口接收缓冲区来获取接收到的数据。
一般情况下，接收方会设置一个数据接收完成的标志位，用于通知上层应用程序接收到了数据。
5.解析数据：接收到的数据包需要进行解析，以获取有效的数据。
解析的方式根据协议的不同而不同，可以是根据提前约定的规则进行解析，或者是根据协议中的标志位进行解析。
6.处理数据：经过解析后得到的数据可以进行相应的处理。
处理的方式根据具体的应用场景来确定，例如将数据显示在界面上、存储到文件中等。
7.关闭串口：通信结束后，需要关闭串口以释放相关资源，并防止其他应用程序对串口的访问。
需要注意的是，串口通信的可靠性和稳定性对于一些实时性要求较高的应用来说是非常重要的。
在进行串口通信时，应该合理选择合适的串口参数，确保数据的正确传输和解析。
此外，在编程时应该进行异常处理，防止因异常情况导致的数据丢失或通信中断。
使用串口的流程
使用串口的流程介绍串口是一种用于在计算机和外部设备之间进行数据传输的通信接口。
它是一种一对一的全双工通信方式，可以实现数据的收发。
本文将介绍使用串口进行数据通信的基本流程。
步骤使用串口进行数据通信的流程一般包括以下几个步骤：1.打开串口：首先需要打开串口以建立与外部设备的连接。
在打开串口之前，需要先确定要使用的串口号、波特率、数据位、停止位和校验方式等参数。
2.配置串口参数：在打开串口后，需要根据实际需求配置串口的各种参数。
可以通过串口的配置接口来设置波特率、数据位、停止位和校验方式等参数。
3.发送数据：配置完串口参数后，就可以向外部设备发送数据了。
可以通过串口的发送接口将数据发送给外部设备。
在发送数据之前，需要将要发送的数据准备好，并将其转换成适合串口发送的格式。
4.接收数据：在发送完数据后，可以通过串口的接收接口来接收外部设备发送的数据。
可以通过串口的接收缓冲区来获取接收到的数据。
5.处理数据：接收到数据后，还需要对其进行处理。
可以根据实际需求对接收到的数据进行解析、处理或显示等操作。
6.关闭串口：在完成数据通信后，需要关闭串口以释放资源。
可以通过串口的关闭接口来关闭串口。
注意事项在使用串口进行数据通信时，还需要注意以下几个事项：•串口参数配置要与外部设备保持一致：在配置串口参数时，需要与外部设备的参数保持一致，否则可能会导致通信失败。
•数据格式要一致：在发送和接收数据时，要确保数据的格式一致。
可以约定好数据的格式，并在发送和接收时进行相应的转换。
•错误处理：在使用串口进行数据通信时，难免会出现一些错误。
因此，需要在程序中加入错误处理的代码，以便及时发现并处理错误。
•建立通信协议：在使用串口进行数据通信时，建议制定一套通信协议，包括数据的格式、指令的定义等。
这样可以更好地进行数据交换和数据处理。
示例代码下面是一个使用Python语言进行串口数据通信的示例代码：import serial# 打开串口ser = serial.Serial('COM1', 9600, timeout=1)# 配置串口参数ser.bytesize =8ser.stopbits =1ser.parity ='N'# 发送数据ser.write(b'Hello World')# 接收数据data = ser.readline()print(data)# 关闭串口ser.close()总结使用串口进行数据通信时，需要按照一定的流程进行操作。
串口基本知识
串口基本知识一、什么是串口通讯？举个例子，人与人之间的沟通可通过书面文件，语音或视频来交换信息。
那么设备和计算机之间用来交换信息的桥梁是什么呢？那就是串口通讯。
串口通信是以串行数字二进制形式用不同方法交换数据的方式。
二、传输模式的分类传输模式可分为单工，半双工和全双工。
每种传输模式都有一个源（也称为发送器）和目的地（也称为接收器）。
在单工模式下，只有一个客户端（发送方或接收方一次处于活动状态）。
如果发送者发送，接收者只能接收。
例如：无线电和电视传输。
在半双工模式下，发送方和接收方都是活动的但不是一次，即如果发送方发送，接收方可以接收但不能发送。
比如互联网，如果客户端（电脑）发送网页请求，则Web服务器处理该应用程序并发回该信息。
在全双工模式下，发送方和接收方都可以同时发送和接收。
最常用的就是智能手机。
三、串行和并行通信之间的区别串行通信一次只发送一位，需要更少的I/ O线。
因此，占用更少的空间并且更能抵抗串扰。
串行通信的主要优点是整个嵌入式系统的成本变得便宜并且可以长距离传输信息。
串行传输用于DCE（数据通信设备）设备，如调制解调器。
并行通信一次发送一块数据（8，16或32位）。
因此，每个数据位都需要一个单独的物理I/ O线。
并行通信的优点是速度快，缺点是用了更多的I/O线。
并行传输用于PC（个人计算机），用于互连CPU （中央处理单元），RAM（随机存取存储器），调制解调器，音频，视频和网络硬件。
四、同步串行接口和异步串行接口为了有效地处理串行设备，时钟是主要来源。
每个串行设备的时钟信号不同，它分为同步协议和异步协议。
①同步串行接口同步串行接口上的所有设备都使用单CPU总线来共享时钟和数据，数据传输更快。
优点是波特率不会失配。
此外，接口组件需要更少的I / O线。
例如I2C，SPI和CAN等。
I2C协议I2C（内部集成电路）是一种双线双向协议，用于在同一总线上的不同设备之间交换数据。
I2c使用7位或10位地址，允许最多连接1024个设备。
串口设置详解
串口设置详解本节主要讲解设置串口的主要方法。
如前所述，设置串口中最基本的包括波特率设置，校验位和停止位设置。
串口的设置主要是设置struct termios结构体的各成员值，如下所示：＃include<termios.h>struct termio{ unsigned short c_iflag; /* 输入模式标志*/unsigned short c_oflag; /* 输出模式标志*/unsigned short c_cflag; /* 控制模式标志*/unsigned short c_lflag; /*本地模式标志*/unsigned char c_line; /* line discipline */unsigned char c_cc[NCC]; /* control characters */};在这个结构中最为重要的是c_cflag，通过对它的赋值，用户可以设置波特率、字符大小、数据位、停止位、奇偶校验位和硬件流控等。
另外c_iflag 和c_cc 也是比较常用的标志。
在此主要对这3 个成员进行详细说明。
c_cflag 支持的常量名称如表6.10 所示。
其中设置波特率为相应的波特率前加上‘B’，由于数值较多，本表没有全部列出。
表6.10 c_cflag支持的常量名称CBAUD 波特率的位掩码B0 0波特率（放弃DTR）《嵌入式Linux应用程序开发详解》——第6章、文件IO编程……续表B1800 1800波特率B2400 2400波特率B4800 4800波特率B9600 9600波特率B19200 19200波特率B38400 38400波特率B57600 57600波特率B115200 115200波特率EXTA 外部时钟率EXTB 外部时钟率CSIZE 数据位的位掩码CS5 5个数据位CS6 6个数据位CS7 7个数据位CS8 8个数据位CSTOPB 2个停止位（不设则是1个停止位）CREAD 接收使能PARENBPARODD校验位使能使用奇校验而不使用偶校验HUPCL 最后关闭时挂线（放弃DTR）CLOCAL 本地连接（不改变端口所有者）LOBLK 块作业控制输出CNET_CTSRTS 硬件流控制使能在这里，对于c_cflag成员不能直接对其初始化，而要将其通过“与”、“或”操作使用其中的某些选项。
串口配置使用的一般步骤及实例解读
串口配置使用的一般步骤及实例解读串口配置是在计算机与其他设备之间进行数据传输的一种常见方式。
在进行串口配置之前，我们需要确定串口的相关参数，并根据需要进行设置。
本文将介绍串口配置的一般步骤，并通过一个实例进行解读。
一般步骤如下：步骤1：确定串口的基本参数在进行串口配置之前，我们需要确定串口的基本参数，包括串口的名称、波特率、数据位、停止位和校验位等。
其中，串口的名称用于唯一标识一个串口，波特率用于表示数据传输的速度，数据位表示每个字符中数据的位数，停止位表示字符的结束位，校验位表示用于检测数据传输错误的一位。
步骤2：打开串口连接在实际使用串口之前，我们需要打开串口连接。
可以通过系统提供的串口库或API来实现。
步骤3：配置串口参数在打开串口连接后，可以通过相应的函数或方法来配置串口的参数。
不同的操作系统和编程语言可能提供了不同的方式来配置串口参数。
一般来说，可以使用相关的函数或方法来设置波特率、数据位、停止位和校验位等。
步骤4：检测串口状态在配置完串口参数之后，我们可以通过相应的函数或方法来检测串口的状态，例如检测串口是否打开、是否有数据可读等。
步骤5：进行数据传输在串口配置完成并且串口状态正常的情况下，可以进行数据传输。
可以通过写入数据到串口发送缓冲区来实现数据的发送，通过读取串口接收缓冲区来获取接收到的数据。
步骤6：关闭串口连接在数据传输完成后，应该关闭串口连接，释放相关资源。
下面是一个实例解读：假设我们需要使用串口来与一台温度传感器进行通信。
温度传感器使用一条RS232串口连接到计算机上，数据的传输速度为9600波特率，每个字符有8位数据位，1位停止位和无校验位。
首先，我们需要确定串口的名称。
假设串口的名称为COM1接下来，我们打开串口连接。
在Windows操作系统中，我们可以使用CreateFile函数来打开串口连接。
例如：```HANDLE hSerial = CreateFile("COM1", GENERIC_READ ，GENERIC_WRITE, 0, 0, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0);if (hSerial == INVALID_HANDLE_VALUE)//串口打开失败的处理代码```然后，我们配置串口的参数。
串口的概念及案例
串口的概念及案例串口的概念及案例一、串口定义串口，也称为串行通信接口，是一种数据通信方式，它以串行方式一位一位地传输数据。
串口通信中，数据是在一位一位地传输每个数据位同时被发送出去。
二、串口种类常见的串口有：RS-232、RS-485、RS-422等。
1.RS-232：也被称为EIA RS-232，它是最早的串口标准，也是最常用的串口之一。
RS-232支持点对点的通信方式，通常用于连接计算机的串口设备和外设。
2.RS-485：也被称为EIA RS-485，它是在RS-232之后出现的标准。
RS-485支持多点通信，可以实现多个设备之间的串口通信，常用于工业自动化控制、智能家居等领域。
3.RS-422：也被称为EIA RS-422，它是一种平衡传输标准，可以实现长距离和高速度的串口通信。
RS-422通常用于连接计算机和网络设备。
三、串口应用场景串口广泛应用于各种领域，如：计算机、工业自动化控制、智能家居、医疗设备等。
在这些领域中，串口被用于传输数据和控制信号。
四、串口通信协议串口通信协议包括物理层和数据链路层协议。
物理层协议规定了电气特性、物理特性和信号规范等；数据链路层协议规定了数据的传输规则和格式等。
在实现串口通信时，需要遵循这些协议规范。
五、串口驱动程序在使用串口时，需要安装相应的驱动程序来驱动串口设备进行通信。
驱动程序通常由设备厂商提供，用于将操作系统与设备接口连接起来。
在安装驱动程序后，操作系统就可以识别并使用串口设备了。
六、串口数据传输速率串口的传输速率通常是以波特率（baud rate）来表示的。
波特率是指每秒钟传输的位数（bits per second），常见的波特率有9600、19200、38400、57600等。
传输速率越高，数据的传输速度就越快，但同时也需要更高的硬件性能和更复杂的软件实现。
七、串口连接方式串口的连接方式有三种：交叉线连接、直连线连接和转换器连接。
1.交叉线连接：交叉线连接方式适用于点对点通信，即一个设备作为发送端（Master），另一个设备作为接收端（Slave）。
学习串口参数详解：波特率，数据位，停止位，奇偶校验位
学习串口参数详解：波特率，数据位，停止位，奇偶校验位串口常用参数，串口是一种非常通用的设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal Serial Bus(USB)混淆）。
中文名：串口常用参数属性：通用设备通信的协议相关：通用串行总线特点；计算机包含两个基于RS232的串口简介串口是一种非常通用的设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal Serial Bus(USB)混淆）。
大多数计算机包含两个基于RS232的串口。
串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。
同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。
串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。
尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。
它很简单并且能够实现远距离通信。
比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总长不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。
典型地，串口用于ASCII码字符的传输。
通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。
由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。
其他线用于握手，但不是必须的。
串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。
对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：波特率这是一个衡量符号传输速率的参数。
它表示每秒钟传送的符号的个数。
例如300波特表示每秒钟发送300个符号。
当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率，例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。
这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。
通常电话线的波特率为14400，28800和36600。
波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。
高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。
串口基础知识
串口基础知识一、什么是串口？串口（Serial Port），也称为COM口（Communication Port），是一种用于数据传输的通信接口，常用于计算机与外部设备之间的数据传输。
串口采用串行传输方式，即逐位地发送和接收数据，相比并行传输方式，串口的数据传输速率较慢，但具有传输距离远、连接设备数量多的优势。
二、串口的工作原理串口的工作原理是通过发送和接收电平信号来传输数据。
串口通信使用的是两根信号线：发送线（Tx）和接收线（Rx）。
发送线上的电平变化表示发送的二进制数据，接收线上的电平变化表示接收到的二进制数据。
发送方通过发送线将数据按照一定的协议发送给接收方，接收方通过接收线接收数据并进行处理。
三、串口的通信参数串口通信需要设置一些参数，以确保通信的正确性和稳定性。
常用的串口通信参数包括：1. 波特率（Baud Rate）：表示每秒钟传输的位数，常用的波特率有9600、115200等。
2. 数据位（Data Bits）：表示每个字节的位数，常用的数据位有7位、8位。
3. 停止位（Stop Bits）：表示停止位的个数，常用的停止位有1位、1.5位、2位。
4. 校验位（Parity Bit）：用于检测数据传输过程中的错误，常用的校验位有无校验、奇校验、偶校验。
四、串口的应用领域串口广泛应用于各种设备之间的数据通信，常见的应用领域有：1. 电脑与外部设备之间的数据传输，如打印机、扫描仪、数码相机等。
2. 嵌入式系统中，用于与传感器、执行器等外部设备进行数据交互。
3. 工业自动化领域，用于控制和监控设备之间的数据传输。
4. 通信设备中，如调制解调器、路由器等。
五、串口的优缺点串口作为一种通信接口，具有以下优点：1. 传输距离远：串口的传输距离可以达到几百米，适用于远距离通信。
2. 连接设备数量多：串口可以通过串口转换器扩展连接多个设备。
3. 通信稳定可靠：串口通信采用的是同步传输方式，可以保证数据的准确传输。
第6讲灰度传感器的使用
第6讲灰度传感器的使用任务6-1串行通信相关知识1、串行通信与并行通信在计算机系统中，通信是指部件之间的数字信号传输，通常有两种方式：并行通信和串行通信。
并行通信，即数据的各位同时传送；串行通信，即数据是一位一位地顺序传送。
图1为这两种通信方式的电路连接示意图。
表对两种通信方式进行了比较。
（a）并行通信（b）串行通信图1 两种通信方式的电路连接形式表1 并行通信与串行通信的比较2、单工通信与双工通信按照数据传送方向，串行通信可分为单工（simplex）、半双工（half duplex）和全双工（full duplex）三种制式，图为三种制式的示意图。
（a）单工（b）半双工（c）全双工图2 单工、半双工和全双工三种制式在单工制式下，通信一方只具备发送器，另一方则只具备接收器，数据只能按照一个固定的方向传送，如图(a)所示。
在半双工制式下，通信双方都备有发送器和接收器，但同一时刻只能有一方发送，另一方接收；两个方向上的数据传送不能同时进行，其收发开关一般是由软件控制的电子开关，如图(b)所示。
在全双工通信制式下，通信双方都备有发送器和接收器，可以同时发送和接收，即数据可以在两个方向上同时传送，如图(c)所示。
在实际应用中，尽管多数串行通信接口电路具有全双工功能，但一般情况下，只工作于半双工制式下，这种用法简单、实用。
3、异步通信与同步通信按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为异步通信和同步通信两类。
1）、异步通信（Asynchronous Communication）在异步通信中，数据通常是以字符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，每一帧数据是低位在前、高位在后，通过传输线由接收端一帧一帧地接收。
发送端和接收端分别使用各自独立的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟彼此独立，互不同步。
异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但由于要传输其字符帧中的开始位和停止位，因此，异步通信的开销所占比例较大，传输效率较低。
9串口定义
9串口定义（最新版）目录1.引言2.9个串口的定义3.9个串口的特性及应用场景4.9个串口的连接方式及配置5.9个串口的使用方法及常见问题6.总结正文一、引言随着计算机技术的发展，串口通信已成为计算机系统与外部设备之间的重要接口。
在许多情况下，我们需要使用多个串口来连接不同的设备。
本文将介绍9个串口的定义、特性、应用场景、连接方式及配置方法，以便读者更好地理解和使用这些串口。
二、9个串口的定义9个串口是指计算机系统中存在的9个串口，每个串口都有自己独立的寄存器和控制单元，可以独立地进行数据传输。
这些串口可以通过计算机的底板插槽或背板进行连接，支持多种类型的设备，如终端、打印机、传感器等。
三、9个串口的特性及应用场景1.特性：每个串口都具有独立的寄存器和控制单元，支持异步和同步通信，可以进行数据传输、控制和监视。
此外，每个串口还具有不同的波特率、数据位、停止位和校验位等参数，可以根据需要进行配置。
2.应用场景：9个串口可以用于连接各种类型的设备，如打印机、传感器、监控摄像头等。
例如，可以使用多个串口同时连接多个传感器，实现实时监测和数据采集。
四、9个串口的连接方式及配置1.连接方式：通过计算机的底板插槽或背板进行连接，每个串口都配备了一个物理接口，例如DB9、DB25等。
用户可以根据自己的需求选择不同的接口类型。
2.配置：在连接好设备后，需要对每个串口的参数进行配置。
例如，波特率、数据位、停止位、校验位等参数。
用户可以通过操作系统提供的配置工具或命令行界面进行配置。
五、9个串口的使用方法及常见问题1.使用方法：用户可以通过操作系统提供的API或命令行界面来使用这些串口。
例如，可以使用C语言或其他编程语言编写程序，调用相关函数或命令来实现数据的读取和发送。
串口信号定义和作用以及接线方法
•串口、并口接口定义并行口与串行口的区别是交换信息的方式不同，并行口能同时通过8条数据线传输信息，一次传输一个字节；而串行口只能用1条线传输一位数据，每次传输一个字节的一位。
并行口由于同时传输更多的信息，速度明显高于串行口，但串行口可以用于比并行口更远距离的数据传输。
1、25针并行口插口的针脚功能：针脚功能针脚功能1 选通(STROBE低电平) 10 确认(ACKNLG低电平)2 数据位0 (DATAO) 11 忙(BUSY)3 数据位1 (DATA1) 12 却纸(PE)4 数据位2 (DATA2) 13 选择(SLCT)5 数据位3 (DATA3) 14 自动换行(AUTOFEED低电平)6 数据位4 (DATA4) 15 错误观点(ERROR低电平)7 数据位5 (DATA5) 16 初始化成(INIT低电平)8 数据位6 (DATA6) 17 选择输入(SLCTIN低电平)9 数据位7 (DATA7) 18-25 地线路(GND)2.串行口的典型代表是RS-232C及其兼容插口，有9针和25针两类。
25针串行口具有20mA电流环接口功能，用9、11、18、25针来实现。
其针脚功能如下：针脚功能针脚功能1 未用2 发出数据(TXD) 11 数据发送(一)3 接受数据(RXD) 12-17 未用4 请求发送(RTS) 18 数据接收( )5 清除发送(CTS) 19 未用6 数据准备好(DSR) 20 数据终端准备好比(DTR)7 信号地线路(SG) 21 未用8 载波检测(DCD) 22 振铃指示精神(RI)9 发送返回( ) 23-24 未用10 未用25 接收返回(一)9针串行口的针脚功能：针脚功能针脚功能1 载波检测(DCD) 6 数据准备好(DSR)2 接受数据(RXD) 7 请求发送(RTS)3 发出数据(TXD) 8 清除发送(CTS)4 数据终端准备好(DTR) 9 振铃指示(RI)5 信号地线(SG)•串口通信基本原理及接线方法目前较为常用的串口有9针串口(DB9)和25针串口(DB25)，通信距离较近时(<12m)，可以用电缆线直接连接标准RS232端口(RS422,RS485较远)，若距离较远，需附加调制解调器(MODEM)。
串口编程的一般步骤及相关函数讲解
串口编程的一般步骤及相关函数讲解串口编程是指通过串口与外部设备进行通信的程序设计。
一般步骤包括串口初始化、设置串口参数、打开串口、发送数据、接收数据和关闭串口等。
1. 串口初始化：首先需要导入串口编程相关的库文件，如pyserial 库。
然后通过serial.Serial(函数创建一个串口对象，指定串口号、波特率、停止位、数据位等参数，如：``````这里将串口号设置为/dev/ttyUSB0，波特率设置为9600，超时时间设置为1秒。
2.设置串口参数：通过串口对象的相关方法设置串口参数，如：```serial_port.setBaudrate(9600)serial_port.setParity(serial.PARITY_NONE)serial_port.setStopbits(serial.STOPBITS_ONE)serial_port.setByteSize(serial.EIGHTBITS)```这里设置了波特率为9600，无奇偶校验位，1位停止位，8位数据位。
3. 打开串口：使用串口对象的open(方法打开串口，如：serial_port.open```注意，打开串口之前要确保串口没有被其他程序占用。
4. 发送数据：使用串口对象的write(方法向串口发送数据，如：```data = 'Hello, World!'serial_port.write(data.encode()```这里将字符串'Hello, World!'转码为字节型数据并发送到串口。
5. 接收数据：使用串口对象的read(方法从串口读取数据，如：```received_data = serial_port.read(10)print(received_data.decode()```这里从串口读取10字节的数据，并将其解码为字符串输出。
6. 关闭串口：使用串口对象的close(方法关闭串口，如：```serial_port.close在程序结束时，记得关闭串口以释放资源。
串口通讯基础培训讲义
串口通讯基础培训讲义1.通讯知识简介现场测点信号送DCS显示或受DCS控制主要有两部分组成，一种测点是属于DCS的，包括AI、AO、DI、DO、PI等，信号类型基本上是电压或电流信号，这些信号通过电缆直接接入DCS的I/O卡件；另一种测点不属于DCS，这种测点先接入其他系统上位机或智能仪表，再通过通讯的方式将测点送至DCS的通讯模件CM，信号类型主要是数字量“0”和“1”。
本讲义主要研究后者。
2.DCS与PLC的通讯DCS与PLC的通讯主要应该掌握的内容是硬件和软件。
硬件主要有两种，串口通讯和以太网通讯，其中串口主要用的是RS232协议和RS485协议。
软件主要采用的是Modbus协议和TCP/IP协议。
Modbus是MODICON公司从PLC上发展来的协议，目前有两种硬件接口形式：串口（Modbus RTU）和以太网口（Modbus TCP/IP）。
这两种硬件接口形式在沧东公司都有使用。
以前串口形式用得很多，它的好处是RS-485专线，可达到1200米远，PLC和DCS端都要有相同的RS-485接线端子，软件上通过端口号进行识别。
现在以太网的形式越来越流行，只要PLC和DCS端都有RJ-45网口，中间可以通过光缆，达到更远的距离。
而且可以用普通HUB和交换机等设备进行常规连接，在软件上通过IP地址进行识别。
3.串口通讯3.1.RS232协议3.1.1.定义RS232协议全称为RS-232-C，是美国电子工业协会EIA制定的一种串行物理接口标准。
RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。
RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。
3.1.2.接口类型RS232有两种接口类型，一种为25针串口（DB25），另一种为9针串口（DB9）。
现场主要使用的是9针串口。
目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，PC 机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。
serialport串口收发原理与实现
serialport串口收发原理与实现一、概述SerialPort是C#中用于串行通信的一种常见方式，它允许应用程序与硬件设备进行交互。
串行通信是一种通过串行数据线传输数据的方式，常见于计算机与外部设备的通信，如打印机、扫描仪和传感器等。
本篇文章将详细介绍SerialPort串口收发原理与实现。
二、串口通信基础串行通信是一种按位传输的方式，数据按位（一个字节）逐个传输，每一位数据占据一个时间槽，这种方式使得数据传输速率相对较低，但具有简单、成本低、易实现的优点。
在串行通信中，数据传输方向通常分为单工、半双工和全双工。
单工通信只能单向传输数据，半双工通信则允许数据在两个方向上传输，但同一时刻只允许一个方向上的数据传输。
全双工通信则允许数据在两个方向上同时传输，但需要使用两根数据线。
三、SerialPort类介绍SerialPort类是System.IO.Ports命名空间下的一个重要组成部分，它提供了串行通信的功能。
SerialPort类的主要属性包括端口号、波特率、数据位、停止位、奇偶校验等。
通过这些属性，我们可以配置串口以适应不同的通信需求。
四、SerialPort使用示例下面是一个简单的SerialPort使用示例：```csharpusing System.IO.Ports;// 创建一个新的SerialPort对象SerialPort serialPort = new SerialPort("COM1", 9600, Parity.None, 8, StopBits.One);// 打开串口serialPort.Open();// 发送数据serialPort.Write("Hello, world!");// 接收数据string receivedData = serialPort.ReadLine();// 关闭串口serialPort.Close();```这个示例展示了如何打开一个串口，发送一条消息，接收一条消息，然后关闭串口。
串口线序定义
串口线序定义串口线序定义是指在串行通信协议中，各个引脚的定义和功能。
串口通信是一种常用的数据传输方式，常用于计算机与外部设备之间的数据传输。
了解和理解串口线序定义对于正确连接和使用串口设备非常重要。
本文将介绍串口线序定义的相关内容。
1. RS-232串口线序定义RS-232是一种广泛使用的串口标准，它定义了一套串行通信协议和线序。
RS-232串口连接通常使用9针的D型连接器。
以下是RS-232标准中包含的引脚定义及其功能：1.1 引脚定义：- 1：数据传输的信号线TD（发射数据）- 2：接收数据的信号线RD（接收数据）- 3：数据传输的信号线RTS（请求发送）- 4：接收数据的信号线CTS（清除发送）- 5：数据传输的信号线DSR（数据设备准备好）- 6：数据传输的信号线GND（地线）- 7：数据传输的信号线DTR（数据终端准备好）- 8：接收数据的信号线DCD（数据载波检测）- 9：数据传输的信号线RI（响铃指示）1.2 功能说明：- TD（Transmit Data）：用于发送数据。
- RD（Receive Data）：用于接收数据。
- RTS（Request to Send）：请求发送信号，用于在发送数据前向对方设备发送请求信号。
- CTS（Clear to Send）：清除发送信号，用于接收到对方设备的请求信号后，发送允许发送信号给对方。
- DSR（Data Set Ready）：数据设备准备好，用于表示数据设备准备好接收或发送数据。
- GND（Ground）：地线，用于连接各个设备的地。
- DTR（Data Terminal Ready）：数据终端准备好，用于表示数据终端设备准备好接收或发送数据。
- DCD（Data Carrier Detect）：数据载波检测，用于检测通信线路上是否有数据载波信号。
- RI（Ring Indicator）：响铃指示，用于指示有对方设备发送响铃信号。
2. USB串口线序定义USB（Universal Serial Bus）是一种常用的串口通信协议，在计算机和外部设备之间传输数据。
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怎样和PC连接
UART RS232
51单片机
51单片机的串行接口
SBUF （发） A 累 加 器 波 特 率 发 生 器
T1
(P.151)
引脚
(门)移位寄存器
TxD
发送控制器 TI
CPU
内 部
1
接收控制器 RI
去申请中断
SBUF （收）
引脚 移位寄存器
RБайду номын сангаасD
串行口
要发送和接收的数据放在哪里？怎样启动？ ☞两个同名的接收/发送缓冲寄存器SBUF 指令 MOV SBUF，A 启动一次数据发送,可向SBUF 再发送下一个数 指令 MOV A，SBUF 完成一次数据接收,SBUF可再 接收下一个数 怎样知道数据已发送结束和接收到一个完整的数据？ ☞接收/发送数据,无论是否采用中断方式 工作,每接收/发送一个数据都必须用指 令对 RI/TI 清0，以备下一次收/发。 串行口相关的SFR(SCON,PCON)
if (i>=50) i=0;
receive_next() { Data_in[j]=SBUF; j++; if (TI) { TI=0; send_next();} } if (j>=50) j=0;
{
else
{ RI=0 ; receive_next(); } }
TR1=1;
}
工作方式2:
——P.154
P.153
工作方式0：8位移位寄存器I/O方式
☞发送：SBUF中的串行数据由RxD逐位移出； TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12； 每送出8位数据 TI就自动置1； 需要用软件清零 TI。 ☞接收：串行数据由RxD逐位移入SBUF中； TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12； 每接收 8位数据RI就自动置1； 需要用软件清零 RI。
奇偶校验
☞约定发送采用奇校验 若发送的8位有效数据中“1”的个数为偶数， 则要人为添加一个附加位“1”一起发送； 若发送的8位有效数据中“1”的个数为奇数， 则要人为添加一个附加位“0”一起发送。 ☞约定接收采用奇校验 若接收到的9位数据中“1”的个数为奇数， 则表明接收正确，取出8位有效数据即可； 若接收到的9位数据中“1”的个数为偶数， 则表明接收出错！应当进行出错处理。 采用偶校验时，处理方法与奇校验相反
波特率=(2SMOD/32)T1的溢出率 （P155）
☞ 溢出率：T1溢出的频繁程度 即：T1溢出一次所需时间的倒数。
☞ 波特率 = 2SMOD fosc
32 12(2n - X) 其中：X 是定时器初值
☞ 初值 X = 2n -
2SMOD fosc 32 波特率 12
☞ 初值 X = 2n -
串行通信(P.144)
串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送。 串行通信的格式及约定（如：同步方式、通讯速 率、数据块格式、信号电平……等）不同，形成 了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有： ☞通用异步收发器(UART)——本课程介绍的串口 ☞通用串行总线（USB） ☞I2C总线 ☞CAN总线 ☞SPI总线 ☞RS-485，RS-232C，RS422A标准……等等
☞经常配合“串入并出”“并入串出”移位 寄存器一起使用扩展接口。 ☞方式0工作时，多用查询方式编程： 发送：MOV SBUF，A 接收：JNB RI，$ JNB TI，$ CLR RI CLR TI MOV A, SBUF ☞复位时,SCON 已经被清零,缺省值: 方式0。 ☞接收前,务必先置位 REN=1 允许接收数据。
串口方式2 的奇偶校验用法：
☞ P.154的程序段选用偶校验方式发送 PIPL: PUSH PSW ;保护现场 PUSH ACC CLR TI ;清发送中断标志以备下次发送 MOV A，@R0 ;取由R0所指向的单元中的数据 MOV C, P ;将奇偶标志位通过C放进TB8 MOV TB8, C ;一起发送出去 MOV SBUF,A ;启动发送 INC R0 ;指针指向下一个数据单元 POP ACC ;恢复现场 POP PSW RETI ;中断返回
串行口与串行通信
一个并行通信的例子
93H
P1.0 P2.0
P1.7
P2.7
MOV P1 , #93H
MOV A , P2
一个串行通信的例子
93H
P1.0 P2.0
93H
1个字节
拆分
8 位 8 位
组装
1 001 0011
1.怎样同步
1个字节
2.怎样找到一个字符的开始位
一个串行通信的例子
93H
P1.0 P2.0
串行口方式0应用——经常用到 串行口方式0应用——经常用到
串行口常用工作方式0扩展出并行I/O口，
VCC TxD RxD
+5V
A B A B A B
CLK
CLR
CLK
CLR
CLK
CLR
74LS164
74LS164
74LS164
51单片机
74LS164是串入并出芯片；74LS165是并入串出芯片
工作方式0：8位移位寄存器I/O方式(续)
工作方式1:
8位UART(1+8+1位)波特率可变 ——P.153-154
☞常用于串行通讯。除发/收8位数据外，还 在D0位前有一个起始位“0”； 在D7位后有一个停止位“1”。 ☞方式1工作时： 发送端自动添加一个起始位和一个停止位； 接收端自动去掉一个起始位和一个停止位。 ☞波特率可变 ——用定时器T1作波特率发生器： 公式：波特率 =（2SMOD/32）T1的溢出率
工作方式1的接收/发送
P.153-154
☞RxD引脚为接收端，TxD引脚为发送端,由波特率 发生器T1控制发送速度。不同于方式0：收/发都 需要由TxD送出移位时钟。 ☞串行口的初始化包括: 对SCON选工作方式 对PCON设波特率加倍位“SMOD”(缺省值=0) REN位的设置，如果是接收数据,仍要先置“1”REN位 ☞T1作波特率发生器时初始化包括: 选定时器工作方式2(TMOD选8位自动重装); 将计算(或查表)出的初值X赋给TH1,TL1; 启动T1 (SETB TR1); 对T1不要开中断 !!
SCON
SM0
SM1
SM2
REN
TB8
RB8
TI
R1
0
1
0
1
0
0
0
0
☞ SM0，SM1：串行口工作方式选择位。 0 1 ：方式1，8位UART（1+8+1位）
☞ SM2：串行口多机通信控制位,作为方式2、3 的附加控制位，此处不用，可写成“0” ☞ REN：串行口接收允许位。 REN=1 允许接收
☞ TB8，RB8，TI，RI等位由运行中间的情况 决定，可先写成 “0”
常用波特率和T1初值查表 P.156表(部分)
串口波特率 (方式1,3) 19200 9600 4800 SMOD位 (PCON中) 1 1 0
定时器T1
C/T 0 0 0 方式 2 2 2 初值 0FEH 0FDH 0FDH
fosc 6MHz 6MHz 6MHz
2400
1200 600 110
6MHz
6MH 6MHz 6MHz
0
0 0 0
0
0 0 0
2
2 2 2
0FAH
0F4H 0E8H 72H
☞表格有多种, 晶振也不止一种
P157例：串行通信方式1应用 以波特率1200bps的方式，通过串口和PC通信 1）向PC发送数据 2）同时接收来自于PC的数据
51单片机
串行口控制寄存器SCON的设置
9位UART(1+8+1+1位)两种波特率 ☞由于波特率固定,常用于单片机间通讯。 数据由8+1位组成，通常附加的一位 (TB8/RB8)用于“奇偶校验”。 ☞方式2的波特率 = fosc 2SMOD/64 即: fosc 1/32 或 fosc 1/64 两种
奇偶校验
☞奇偶校验是检验串行通信双方传输的数据正确 与否的一个措施，并不能保证通信数据的传输一 定正确。 换言之：如果奇偶校验发生错误，表明数据传 输一定出错了；如果奇偶校验没有出错，绝不等 于数据传输完全正确。 ☞奇校验：8位有效数据连同1位附加位中， 二进制“1”的个数为奇数 偶校验：8位有效数据连同1位附加位中， 二进制“1”的个数为偶数
P157例：串行通信方式1应用
要发送的数据起始地址在R0中 接收的数据起始地址在R1中
MAIN： MOV TMOD，#20H MOV TL1，#0F3H MOV TH1，#0F3H SETB TR1 MOV SCON, #50H ………… SETB EA SETB ES LCALL SOUT SJMP $ ORG 0023H SBR1:JNB RI,SEND LCALL SIN SJMP NEXT SEND:LCALL SOUT NEXT:RETI SIN: …… RET SOUT:…… RET
{
}
SMOD=OX50;
int
i=0,j=0;
main() { init_t1(); init_s(); init_int(); send_next(); while(1); } init_t1() {TMOD=0X20;TL1=0XF3;TH1=0XF3;
init_int() { ES=1; EA=1; } ISR_S() interrupt 4 }
1.高电平代表
空闲、结束位、数据1
2.低电平代表
开始位、数据0
1 001 0011
1.高电平代表什么 2.低电平代表什么
数据通信
☞数据通信的几个术语： 并行：数据各位同时进行传送 串行：数据逐位顺序进行传送 ☞全双工:(串行通信)收/发可同时进行 半双工:(串行通信)收/发不可同时进行