第4章串行通信及接口(1)讲解
串行通信及接口电路
串行通信及接口电路1. 串行通信的概念串行通信是一种数据传输的方式，它将数据逐位地按照一定顺序传输，相比于并行通信的方式，串行通信只需使用一个通信线路传输数据。
在串行通信中，每个数据位被顺序发送，并且在接收端被顺序接收和重组。
串行通信的优点是可以节省通信线路的数量，但其传输速度相对较慢。
2. 串行通信的应用串行通信广泛应用于各种领域，包括计算机通信、网络通信、工业控制等。
它可以用于长距离通信，如在局域网或广域网中传输数据。
此外，串行通信还常用于外设与主机之间的通信，如串行口和串行外设之间的通信。
3. 串行通信的协议串行通信的实现需要一定的协议来确保数据的可靠传输。
常见的串行通信协议包括UART（通用异步收发器），SPI（串行外设接口）和I2C（双线串行通信接口）。
这些协议都定义了数据的传输规则、时序要求以及错误处理机制，以确保数据的准确性和完整性。
3.1 UARTUART是一种使用异步传输方式的串行通信协议。
它通过发送方和接收方之间的单个通信线路进行数据传输。
UART协议定义了数据的起始位、数据位、停止位和校验位等信息。
发送端根据这些信息将数据发送给接收端，并且接收端根据这些信息识别数据的边界和校验数据的正确性。
3.2 SPISPI是一种同步传输方式的串行通信协议，它使用一对数据线（Master Out, Slave In - MOSI 和 Master In, Slave Out - MISO）以及时钟线（SCLK）进行通信。
SPI协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。
SPI协议定义了数据的传输时序，通过时钟的上升沿和下降沿进行数据采样和传输。
3.3 I2CI2C是一种双线串行通信接口，它使用两条线路（串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL））进行通信。
I2C协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。
微机接口第4章-串行通信PPT课件
“0”对应”f1”
FM
“1”对应“f2”
f1
(3)调相（PM）
载波初始相位随基带数字信号而
变化.
PM
“0”对应相位0度
“1”对应相位180度
100
f2 0度
11
180度
四、信息的检错与纠错 串行数据在传输过程中，由于干扰而引起误码是难免的，
这直接影响通信系统的可靠性，对通信中的检/纠错能力是衡 量一个通信系统的重要指标。
3. 发送/接收时钟： 发送数据时，发送器在发送时钟（下降沿）作用下将发送移
位寄存器的数据按位串行移位输出； 接收数据时，接收器在接收时钟（上升沿）作用下对来自通信 线上的串行数据，按位串行移入接收移位寄存器。 通常，接收时钟频率高于波特率，以提高采样分辨率。 4. 波特因子（Factor）： 发送/接收一个数据位所需要的时钟脉冲个数，单位为个/位。 收/发时钟脉冲与波特率之间的关系为： Txc = Baud × Factor
3.特定字符的定义： SYN：同步字符（Synchronous），表示一帧的开始； SOH：序始字符（Start of Header），表示标题的开始； 标题：包括源地址，目的地址，路由指示等信息； STX：文始字符（Start of Text），表示正文开始。 ETB/ETX：组终字符（End of Transmission Block）/文终字符 （End of Text）
4.2 串行通信的数据格式
面向字符（character Oriented）
同步数据 面向比特（Bit）
分类
面向字节计数
异步数据
一、起止式异步通信数据格式 1.格式 ①每个字符总是以起始位开始（“0”），以停止位（“1”）结束。
第4章串行通信接口ppt课件
常用的标准波特率：110，300，… 4.8K， 9.6K， 56K
收/发时钟: 收/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率，
对于收/发双方之间数据传输的同步有十分重要的作 用。
波特率系数n
为了提高串行通信的抗干扰能力，往往用多个时 钟调制一个二进制数据，调制一个二进制数据的收/
被传送的正文内容， 由多个字符组成
SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块校验
同步字符 序始字符 文始字符 组终/文终字符 对从SOH开始直到ETX/ETB字段进行校验， 校验方式可以是纵横奇偶校验或CRC循环冗余校验。
3.特定字符的定义
SYN：同步字符（Synchronous），表示一帧的开始。
发时钟个数称为波特率系数n。
收/发时钟频率与波特率之间的关系：
收/发时钟频率=n×波特率
一般n取1, 16, 32和64等。对于异步通信，常采 用n=16；对于同步通信，则必须取n=1。
四、信号的调制和解调
计算机的通信是要求传送数字信号，而 在进行远程数据通信时，线路往往是借用现 有的公用电话网，但是，电话网是为音频模 拟信号的设计的。一般为300~3400Hz，不适 合于数据信号。
三、面向比特的同步通信数据格式
1.最有代表性的是： ①IBM的SDLC（Synchronous Data Link Control），
同步数据链路控制规程。 ②ANSI的ADCCP（Advanced Data Communication
Control Procedure）。 ③ISO的HDLC（High Level Data link Control）高级
第4章 异步串行通信
第4章异步串行通信本章导读：目前几乎所有的台式电脑都带有9芯的异步串行通信口，简称串行口或COM 口.由于历史的原因，通常所说的串行通信就是指异步串行通信。
USB、以太网等也用串行方式通信，但与这里所说的异步串行通信物理机制不同。
有的台式电脑带有两个串行口： COM1 口和COM2 口，部分笔记本电脑也带有串行口。
随着 USB接口的普及，串行口的地位逐渐降低，但是作为设备间简便的通信方式，在相当长的时间内，串行口还不会消失，在市场上也可很容易购买到USB到串行口的转接器因为简单且常用的串行通信只需要三根线（发送线、接收线和地线），所以串行通信仍然是MCU与外界通信的简便方式之一。
实现异步串行通信功能的模块在一部分MCU中被称为通用异步收发器（Universal Asynch¬ronous Receiver/Transmitters, UART )，在另一些 MCU 中被称为串行通信接口（ Serial Communication Interface, SCI)。
串行通信接口可以将终端或个人计算机连接到MCU，也可将几个分散的 MCU连接成通信网络，本章的主要知识点有①阐述了串口相关的基础知识；②描述了K60串口糢块的功能概要；③介绍了串口模块驱动构件编程时涉及的相关寄存器；④设计并封装了串行通信的驱动构件；⑤给出第一个中断例程的执行过程和设计流程。
本章介绍的K60UART模块的工作原理以及编程实例，这些编程实例都使用了基于构件的编程思想，读者在阅读时可以仔细体会，以求得对编程方法有更深刻的理解本章所出现的UART 字眼，在没有其他说明的情况下，都是特指K60的UART模块，本章串口驱动编程涉及的寄存器全部给出其详细介绍，目的是让读者对嵌入式底层驱动编程设计的寄存器有个直观的了解，以后各章节将不再给出相关寄存器的详细介绍。
4.1异步串行通信的基础知识本节简要概括了串行通信中常用的基本概念，为学习MCU的串行接口编程做准备。
MCS-51单片机应用教程 第4章
3. 方式1或方式3的波特率 在这两种方式下，串行口波特率是由定时器的溢出率 决定的，因而波特率是可变的。波特率的公式为：
2SMOD 波特率＝ 定时器T1溢出率 32
定时器T1的溢出率计算公式为： f osc 1 定时器T 1 溢出率＝ K （ ) 12 2 －初值
式中： K为定时器T1的位数；若定时器T1方式0，则 K＝13；若定时器T1方式1，则K＝l6；若定时器T1方 式2或方式3，则K＝8。
2. 串行口控制寄存器SCON SCON是可以进行位寻址ห้องสมุดไป่ตู้8位控制寄存器，地址 为98H。SCON的各位的定义和功能如下：
SCON.7 SM0
.6 SM1
.5
.4
.3
.2 RB8
.1 TI
SCON.0 RI
SM2 REN TB8
SM0、SM1： 串行口工作方式选择位（内容见 4.2.2节）。 SM2： 多机通信控制位。具体用法见4.3.3节。 REN： 串行接收允许位。由软件置位或清除。软 件置1时，串行口允许接收，清零后禁止接收。 TB8： 在方式2和方式3中是发送的第9位数据。 RB8： 在方式2和方式3中是接收的第9位数据。 TI： 发送中断标志位。发送结束时由硬件置位。 该位必须用软件清零。 RI： 接收中断标志位。结束接收时由硬件置位。 该位必须用软件清零。
2. 同步方式 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，所以同步方式是按数据块传送数据的，一次 可以传送完一大批数据。 同步方式中，每一位数据占用的传输时间都是相等 的，接收机的接收时钟应该和发送机的发送时钟以 及传送的码元同步。图4-2(b)中给出了典型的数据 格式。与图4-2(a)相比，同步通信方式的数据格式 中没有两帧之间的空闲时间，也没有一帧之内的识 别标志位。显然这种方式可以大大提高通信速度， 常用于高速计算机的大容量数据通信。
串行口与通信课件
对于检测到的错误，采取相应的处理措施，如重发数据、要求重新传输等，确保 数据的正确性和可靠性。
05串行口的高级功能行口的流控制硬件流控制
通过硬件电路控制数据流，防止数据过快传输导致接收端无法处理。常见硬件流控制方式有RTS/CTS 流控制。
软件流控制
通过软件算法控制数据流，例如XON/XOFF协议。软件流控制通常用于解决不同设备间数据传输速率 不匹配的问题。
详细描述
串行口是计算机上的一种通讯接口，它通过串行方式实 现数据的传输。与并行口不同，串行口每次只传输一位 数据，但可以通过多条线路同时传输多个数据，从而实 现数据的快速传输。根据传输方式的不同，串行口可以 分为同步串行口和异步串行口两类。同步串行口的数据 传输速率较高，但需要一个时钟信号来同步数据的传输 ；异步串行口的数据传输速率较低，但不需要时钟信号 ，实现起来相对简单。
串行口与通讯课件
CONTENTS
• 串行口基础知识 • 串行口通讯原理 • 串行口的应用场景 • 串行口编程技术 • 串行口的高级功能 • 串行口的发展趋势与展望
01
串行口基础知识
串行口的定义与分类
总结词
串行口是计算机上的一种通讯接口，用于实现计算机 与其他设备之间的数据传输。根据传输方式的不同， 串行口可以分为同步串行口和异步串行口两类。
02
串行口通讯原理
串行口的通讯方式
异步通讯
异步通讯中，数据传输是按照字 符进行，每个字符由起始位、数 据位、奇偶校验位和停止位组成 。
同步通讯
同步通讯中，数据传输是按照数 据块进行，每个数据块由同步字 符开始，后面跟着多个数据字符 。
串行口的通讯速率
波特率
表示每秒传输的位数，常用的波特率 有9600、19200、4800等。