串口通信原理及操作流程

1.3 串行通信的传输方向
•①单工
•发送
•TXD
•RXD •接收
•②半双工
•发
•接
送
•TXD / RXD
收
•接
•发
收
送
•③全双工
•发送
•接收
•TXD •RXD
•RXD •TXD
•接收
•发送
1.4 信号的调制与解调
➢ 调制器（Modulator）：把数字信号转换成模拟信 号，然后送到通信线路上去。
串行通信 远 高 慢 低
并行通信 近 低 快 高
异步通信与同步通信
1.异步通信 异步通信是指通信的发送与接收设备使
用各自的时钟控制数据的发送和接收过程 。为使双方的收发协调，要求发送和接收 设备的时钟尽可能一致。
：
•步通信的数据格异式
•中断的概念
异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致， 实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加2～3位 用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。
➢ 解调器（Demodulator）：把从通信线路上收到的 模拟信号转换成数字信号。
➢ 调制解调器MODEM：由于通信是双向的，调制器和 解调器合并在一个装置中。
•调制解调的方式有多种，这里调频为例： • 通过数字信号对二个不同频率的正弦载波信号的 键控和信号的合成实现。
•高频 正弦 信号
•低频 正弦 信号
•STX（02H），表示传送的数据块开始 •组终字符ETB（17H）或文终字符ETX（03H）。 •校验码 •典型的面向字符的同步规程:IBM的二进制同步规程BSC
面向位的同步格式 ：
➢将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始和结 束标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起 的混乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的1 就插入一个附加的0；接收方则每检测到5个连续的1并且其 后有一个0时，就删除该0。 ➢ 典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。 ➢ 同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧 的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以 传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
•同步通信
建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制， 使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的 距离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不 留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系 。
•外同步
自同步
同步通信
•SOH（01H）：表示标题的开始 •标题：中包含源地址、目标地址和路由指示等信息
串口通信原理及操作流 程
2020年5月29日星期五
主要内容
•1
• 串行通信基础知识
•2 •串行通信总线标准及其接口
•3
பைடு நூலகம்
• MCS-51的串行接口
•4
• 51单片机串口应用举
例
实例1
•信息编码：文
•字信息载体：文
字、
••信息传送方纸式 张：
•
邮递员
实例2
•第二步
•说出同学A的名字或学号 •第一步
1.6 传输速率与传输距离
▪ 码元传输速率RB简称传码率，又称符号速率等 。它表示单位时间内传输码元的数目，单位是 波特（Baud），记为B。
• 例如，若1秒内传2400个码元，则传码率为2400B。
▪ 数字信号有多进制和二进制之分，但码元速率 与进制数无关，只与传输的码元长度T有关:
➢ 由于M进制的一个码元可以用 log2 M个二进制码 元去表示，因而在保证信息速率不变的情况下， M进制的码元速率RBM与二进制的码元速率RB2之 间有以下转换关系：
➢ 信息传输速率Rb简称传信率，又称比特率等。它 表示单位时间内传递的平均信息量或比特数，
➢ 单位是比特/秒，可记为bit/s ，或 b/s ，或bps。
C51串口通信时一个比特是一个码元，所以波特率 等同于比特率，即每秒钟传输二进制代码的位数 ，单位是：位／秒（bps）。
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)， 这时的比特率为： 10位×240个/秒 = 2400 bps
•课堂上老师先让同学A
•提问
、再让同学B回答问题
的过程？
•第三步
•说出同学 B的名字或 学号
•第四步
•提问
实例3
•老师让学习委员来取作业本的两种方式 •(1) 老师等着学习委员来取 同步通信 •(2) 将作业本放在办公桌上，学习委员自己来取 异步通信
串行通信基础知识
•1.1 串行通信与并行通信 •1.2 异步通信与同步通信 •1.3 串行通信的传输方向
•1.4 信号的调制与解调 •1.5 串行通信的错误校验 •1.6 传输速率与传输距离
串行通信与并行通信
在计算机系统中，CPU和外部通信有两种通信方式：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，即数据一位 一位顺序传送。
•并行通信
•串行通信
通信距离 抗干扰能力
传输速度 成本
•数字信号 10101010
•模拟 •电子开
关
•模拟 •电子开
关
•合成
•频带 信号输
出
•1 •0 •1
1.5串行通信的错误校验
1、奇偶校验 在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。 奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为 奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之 和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现 不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。 2、代码和校验 代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或）， 产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接 收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字 节异或），将所得结果与发送方的“校验和”进行比较，相符 则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。 3、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的 循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区完整性校验等 。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。
传输距离与传输速率的关系
❖ 串行接口或终端直接传送串行信息位流的最大距 离与传输速率及传输线的电气特性有关。当传输 线使用每0.3m（约1英尺）有50PF电容的非平 衡屏蔽双绞线时，传输距离随传输速率的增加而 减小。当比特率超过1000 bps 时，最大传输距 离迅速下降，如9600 bps 时最大距离下降到只 有76m（约250英尺）。