串口通信简介总结共28页文档
串口通信协议
串口通信协议1. 引言串口通信是一种常见的用于设备间数据传输的通信方式。
在许多嵌入式系统和电子设备中，串口通信被广泛应用。
为了确保设备间的数据传输顺利进行，需要定义一种协议来规定数据的格式和传输方式。
本文将介绍串口通信协议的基本原理和常用协议。
2. 串口通信原理串口通信是通过串行数据传输进行的，即逐个比特的传输数据。
数据在发送端经过串行转并行的过程，通过串口线路传输到接收端后再进行并行转串行的过程。
串口通信的核心是通过一对数据线（TX和RX）传输数据，常用的串口通信协议有RS232、RS485、UART等。
3. 串口通信协议的要素串口通信协议由以下几个要素组成：3.1. 数据帧数据帧是指在串口通信中传输的最小单位，一般由起始位、数据位、校验位和停止位组成。
起始位标志着数据传输的开始，数据位存储实际的数据信息，校验位用于数据的校验，停止位表示数据传输的结束。
3.2. 波特率波特率是指每秒钟传输的比特数，波特率越高，传输速度越快，但容易导致数据传输错误。
常见的波特率有9600、19200、38400等。
3.3. 校验方式校验方式用于检测数据传输过程中的错误，常见的校验方式有奇偶校验、偶校验、无校验等。
3.4. 控制流控制流用于控制数据的传输速率，常见的控制流有硬件流控和软件流控。
4. 常用的串口通信协议4.1. RS232RS232是一种串口通信协议，常用于计算机和外部设备之间的数据传输。
RS232协议使用一对差分信号线进行数据传输，信号范围为正负12V，支持半双工通信。
4.2. RS485RS485是一种串口通信协议，多用于多机通信系统。
RS485协议使用两条信号线进行数据传输，支持全双工通信。
4.3. UARTUART是一种简单的串口通信协议，常用于单片机和外部设备之间的数据传输。
UART协议没有硬件流控和校验功能，数据传输速率较低。
5. 串口通信的应用串口通信协议广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中，常见的应用包括：•与计算机进行数据传输：通过串口连接计算机和外部设备，实现数据的传输和通信。
串口通信原理详解
串口通信原理详解串口通信是一种常见的数据传输方式，它通过连接在计算机上的串行接口来实现数据的传输。
串口通信的原理主要包括硬件原理和协议原理。
1.硬件原理：串口通信使用的是串行通信方式，即数据位、起始位、停止位和校验位等按照串行的顺序逐位传输。
串口通信主要涉及以下几个硬件部分：(1) 串行接口芯片：串口通信的核心是串行接口芯片，也被称为UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)。
UART负责将并行数据转换为串行数据，并通过串行线路进行传输。
UART包含一个发送缓冲区和一个接收缓冲区，通过发送和接收FIFO(first in, first out)缓冲区实现数据的传输。
(2)串口线路：串口通信通过串行线路实现数据的传输。
常见的串口线路有三根信号线：发送线(Tx)、接收线(Rx)和地线(GND)。
发送线用于将数据从UART发送到外部设备，接收线则相反，用于将外部设备发送的数据传输到UART。
地线用于连接发送和接收设备的共地连接。
(3)器件选择和电平转换：串口通信设备不同，电压标准可能也不同。
因此，在进行串口通信时，需要根据具体设备的电平标准选择对应的器件。
如果两个设备的电平标准不一致，还需要进行电平转换，以保证数据的传输。
2.协议原理：串口通信需要遵循一定的协议，以保证数据的正确传输。
协议的实现涉及以下三个方面的内容：(1)数据帧格式：数据帧是串口通信中数据的基本单位。
常见的数据帧格式包括起始位、数据位、停止位和校验位。
起始位指示数据的开始，停止位标识数据的结束，而数据位用于存储实际传输的数据。
校验位用于检测数据在传输过程中是否出错。
(3)数据流控制：数据流控制用于控制数据的传输速率，以避免因数据接收或发送速度不一致而导致的数据丢失。
常用的数据流控制方式有软件流控制(XON/XOFF)和硬件流控制(RTS/CTS)。
软件流控制通过发送特定字符来控制流量，硬件流控制则通过控制特定的硬件信号线来实现。
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。
串口通信原理
串口通信原理串口通信是一种用于在计算机或其他设备之间传输数据的通信方式。
它是一种通过串行线路进行数据传输的通信方式，相比并行通信，串口通信可以节省大量的线路资源，因此在很多场合下被广泛应用。
本文将介绍串口通信的原理及其在实际应用中的一些特点。
首先，串口通信的原理是通过串行线路将数据一位一位地传输。
在串口通信中，数据是按照一定的速率通过串行线路进行传输的，这个速率被称为波特率。
波特率越高，数据传输的速度也就越快。
在进行串口通信时，发送端和接收端的波特率必须是一致的，否则会导致数据传输错误。
其次，串口通信中的数据是通过数据位、停止位和校验位来进行传输的。
数据位指的是每个数据字节中实际用于传输数据的位数，通常为8位。
停止位是用来标识一个数据帧的结束的位，通常为1位。
校验位是用来验证数据传输是否正确的位，通常有奇校验、偶校验和无校验三种方式。
通过这些位的组合，可以确保数据在传输过程中不会出现错误。
另外，串口通信还有两种常见的接口标准，分别是RS-232和RS-485。
RS-232是一种较为常见的串口通信接口标准，它通常用于在个人电脑和外部设备之间进行数据传输。
RS-485是一种用于工业控制系统中的串口通信接口标准，它可以支持多个设备之间的数据传输，并且具有较高的抗干扰能力。
在实际应用中，串口通信常常被用于各种设备之间的数据传输，比如计算机与打印机、计算机与传感器等。
通过串口通信，这些设备可以方便地进行数据交换，实现各种功能。
另外，串口通信也被广泛应用于各种嵌入式系统中，比如工业控制系统、智能家居系统等。
总的来说，串口通信是一种简单而有效的数据传输方式，它通过串行线路进行数据传输，可以节省大量的线路资源，因此在各种设备之间的数据传输中得到了广泛的应用。
希望本文对串口通信的原理及其在实际应用中的特点有所帮助。
串口通信原理详解
串口通信原理详解串口通信是一种在计算机和外部设备之间进行数据传输的方式，它利用串行传输的原理将数据逐位地发送。
串口通信常用于连接计算机和打印机、调制解调器、传感器等外部设备，也可用于不同计算机之间的数据传输。
串口通信的原理包括物理层和数据链路层两个方面。
物理层是串口通信中的最底层，它负责将数据从计算机传输到外部设备，或者从外部设备传输到计算机。
在物理层，串口通信通常使用RS-232或RS-485标准。
RS-232是一种单端口的标准，它通过发送和接收线分别传输数据。
RS-485是一种双端口的标准，它通过发送线和接收线组合来传输数据。
物理层负责将数据转换成电压信号并通过这些线传输，接收端则解码信号并还原成数据。
数据链路层是串口通信中的中间层，它负责将数据分成固定长度的数据帧，并通过物理层进行传输。
数据链路层通常使用一种叫做UART（通用异步收发器）的芯片来实现。
UART负责通过物理层的串口接收或发送数据，并将接收或发送的数据帧从串行格式转换成并行格式。
数据帧包括起始位、数据位、校验位和停止位，这些位的设置有助于提高数据传输的可靠性。
发送端将数据帧发送到UART芯片，芯片通过串口发送给外部设备；接收端则将从串口接收的数据帧传输给UART芯片，芯片将其转换成并行格式后传递给计算机。
串口通信的工作原理如下：1.发送端发送数据。
计算机将要发送的数据通过UART芯片发送到串口，串口将数据帧传输到物理层进行发送。
2.接收端接收数据。
外部设备将要发送的数据通过物理层的串口传输到UART芯片，芯片将数据帧转换成并行格式后传递给计算机。
3.数据校验。
在数据链路层，串口通信常使用奇偶校验或循环冗余校验（CRC）来确保数据的完整性。
接收端在接收数据后会检查校验位，如果校验错误会丢弃该数据。
4.流控制。
串口通信中还可使用硬件流控制和软件流控制两种方法来控制数据的传输速度。
硬件流控制利用CTS（引脚状态确认）和RTS（请求发送）信号进行控制；软件流控制通过发送特定字符来控制数据的传输速度。
串口通信协议详解
串口通信协议详解一、串口概述串口通信是一种电子设备间的通信方式，它使用串行数据传输方式将数据以连续的比特流的形式发送和接收。
串口通信常用于设备与计算机之间的通信，例如连接鼠标、键盘、打印机等外部设备和计算机进行数据传输。
串口通信方式的特点是传输距离短，数据传输速率较慢，但是传输稳定可靠。
串口通信需要的硬件设备包括串口控制器芯片、串口线缆和外围设备。
串口控制器芯片是串口通信的关键组成部分，它通过对发送数据进行控制和处理，实现串行数据传输。
串口线缆用于连接电脑和外部设备，它将机器的串口与外部设备的串口连接起来，以实现数据的传输和接收。
二、串口通信协议串口通信协议是指在串口通信中双方必须遵循的一系列规定数据格式、数据比特顺序、帧结构及校验等方面的协议。
串口通信协议的代码化是协议的核心内容，数据的传输依赖于这些协议的规定，只有符合协议规定的数据才会顺利的传输和接收。
现在通用的串口协议主要有以下三种：1、RS-232协议RS-232协议是最早的通用串口通信协议，它是一种串行通信接口标准，常用于连接计算机与外设之间的通信。
RS-232协议通过串行数据传输方式，在连接两台计算机或串口设备时，可以实现双向数据传输。
它有以下几个特点：1）线路简单，只需要3根导线：TxD、RxD和GND，其中TxD是传输数据的输出端口，RxD是接收数据的输入端口，GnD 是地线信号；2）通信可靠性强，适用于工业控制等应用；3）传输速率比较慢，通常只能支持到115200bps；4）支持多种数据格式和传输控制，具有很强的自由度和灵活性。
2、RS-485协议RS-485协议是一种串行通信协议，主要应用于计算机与外部设备之间或外部设备之间的通信。
它不同于RS-232协议的是，RS-485可以通过单一串口连接多台设备实现进行通信，而且传输速率更快，信号距离较远。
它有以下几个特点：1）能够通过单一的串口实现多设备的通信传输；2）在传输距离较远的情况下，传输速率不会降低，并且不会对数据产生干扰；3）支持全局通信或组通信，可以实现特定设备之间的通信。
串口通信的基本概念
如果端口关闭，库函数置低RTS和DTR。
c，XModem握手：最后讨论的握手叫做XModem文件传输协议。这个协议在Modem通信中非常通用。尽管它通常使用在Modem通信中，XModem协议能够直接在其他遵循这个协议的设备通信中使用。在LabWindows中，实际的XModem应用对用户隐藏了。只要PC和其他设备使用XModem协议，在文件传输中就使用LabWindows的XModem函数。函数是XModemConfig，XModemSend和XModemReceive。
地线：GND（pin 1）
5，什么是握手？
RS -232通行方式允许简单连接三线：Tx、Rx和地线。但是对于数据传输，双方必须对数据定时采用使用相同的波特率。尽管这种方法对于大多数应用已经足够，但是对于接收方过载的情况这种使用受到限制。这时需要串口的握手功能。在这一部分，我们讨论三种最常用的RS-232握手形式：软件握手、硬件握手和Xmodem。
DCD（pin 1）：数据载波检测
DTR（pin 4）：数据终端就绪
地线：
GND（pin 5）：地线
其他
RI（pin 9）：铃声指示
3，什么是RS-422？
RS -422（EIA RS-422-A Standard）是Apple的Macintosh计算机的串口连接标准。RS-422使用差分信号，RS-232使用非平衡参考地的信号。差分传输使用两根线发送和接收信号，对比RS-232，它能更好的抗噪声和有更远的传输距离。在工业环境中更好的抗噪性和更远的传输距离是一个很大的优点。
串口通信的基本概念
1，什么是串口？
2，什么是RS-232？
3，什么是RS-422？
串口通信的基本原理详解
串口通信的基本原理详解串口通信是一种常用的数据传输方式，其基本原理是通过串行传输数据位来实现数据的发送和接收。
在串口通信中，数据以位(bit)的形式一个一个地传输。
本文将详细介绍串口通信的基本原理。
首先，串口通信的硬件部分是由发送端和接收端两个设备组成。
发送端负责将数据转换成串行形式并发送出去，接收端负责接收串行数据并将其转换为可读的形式。
1.串行传输串口通信采用串行传输的方式，也就是将数据位一个一个地按顺序传输。
每个数据位由低电平（0）和高电平（1）两种状态表示。
在发送端，数据通过转换电路将其从并行形式转换为串行形式，然后通过串行线路逐位发送出去。
在接收端，串行数据被逆转换电路转换回并行形式，然后进一步处理。
2.起始位和停止位为了保证接收端能够正确识别数据的开始和结束位置，串口通信中一般会在每个数据位之前和之后添加额外的位。
起始位用于表示数据的开始，一般为低电平（0）；停止位用于表示数据的结束，一般为高电平（1）。
起始位和停止位之间是实际的数据位，其长度根据通信需求确定。
3.波特率4.数据校验为了确保数据的可靠传输，在串口通信中常常会进行数据校验。
常见的校验方式有奇偶校验和循环冗余校验(CRC)。
奇偶校验是一种简单的校验方式，根据发送数据的位数中1的个数进行判断，从而决定校验位的值。
CRC校验则是通过生成多项式对发送的数据进行计算，然后将计算得到的余数作为校验位发送出去，在接收端进行同样的计算，通过比较余数是否相同来判断数据的正确性。
5.流控制串口通信中的流控制是为了解决发送端和接收端速度不一致而造成的数据丢失问题。
当数据发送速度过快时，接收端可能来不及处理即将到来的数据，导致数据丢失。
为了解决这个问题，可以使用硬件流控制或软件流控制。
硬件流控制一般通过发送端和接收端之间的额外线路来实现，例如使用RTS(请求发送)和CTS(清除发送)信号。
软件流控制则是通过发送特定的控制字符来通知对方是否可以继续发送数据。
串口通信知识点详解
串⼝通信知识点详解串⼝通信的基本概念:1.在计算机上进⾏数据的通信有两种⽅式。
串⾏⽅式和并⾏⽅式。
也就是串⼝通信和并⾏通信。
即串⼝通信是计算机传输数据的⼀种通信⽅式。
2.并⾏通信以字节为但是进⾏传输数据，相⽐于串⼝通信，他的速度快，传输距离近。
串⼝通信以⽐特位传输数据，相⽐于并⾏通信，他的传输速度慢，但是传输距离远。
并且串⼝通信是异步通信，因此，端⼝可以在⼀根线上发送数据的同时在另⼀根线上接收数据3.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。
对于两个进⾏通信的端⼝，这些参数必须匹配。
(1)波特率:传输速率。
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240Bd，⽐特率为10位*240个/秒=2400bps。
(2)数据位：数据包中发送端想要发送的数据(3)停⽌位:⽤于表⽰单个包的最后⼀位，结束标志以及校正时钟同步(4)奇偶校验:检错⽅式。
⼀共有四种检错⽅式:偶、奇、⾼和低。
4.串⼝通信的应⽤场景:串⼝通信是指外设和计算机间，通过数据线按位进⾏传输数据的⼀种通讯⽅式。
这种通信⽅式使⽤的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度⽐并⾏传输低。
⼤多数计算机(不包括笔记本)都包含两个RS-232串⼝。
串⼝通信也是仪表仪器设备常⽤的通信协议。
Windows下串⼝通信：1.在windows下，串⼝是作为⽂件进⾏处理。
2.串⼝通信分为四⼤步骤:打开串⼝，关闭串⼝，配置串⼝，读写串⼝(1)打开串⼝:使⽤CreateFile函数:HANDLE WINAPI CreateFile(_In_ LPCTSTR lpFileName,//要打开或创建的⽂件名_In_ DWORD dwDesiredAccess,//访问类型_In_ DWORD dwShareMode,//共享⽅式_In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,//安全属性_In_ DWORD dwCreationDisposition,//指定要打开的⽂件已存在或不存在的动作_In_ DWORD dwFlagsAndAttributes,//⽂件属性和标志_In_opt_ HANDLE hTemplateFile//⼀个指向模板⽂件的句柄);参数说明:1).lpFileName：要打开或创建的⽂件名2).dwDesiredAccess：访问类型。
串口通信.doc
7.1 计算机串行通信基础▪随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。
计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。
▪通信有并行通信和串行通信两种方式。
在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。
▪计算机通信是将计算机技术和通信技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。
可以分为两大类：并行通信与串行通信。
▪并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。
并行通信控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。
串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。
串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的传送控制比并行通信复杂。
7.1.1 串行通信的基本概念一、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。
异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系，但同一字符内的各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍。
异步通信的数据格式 ：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。
2、同步通信同步通信时要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。
发送方对接收方的同步可以通过两种方法实现。
面向字符的同步格式 ：此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集（如ASCII码）中的字符所组成。
串口通信基本概念共33页
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 ห้องสมุดไป่ตู้满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
串口通信文档
基本 uart 帧格式如下：
数据发送：将寄存器中的并行数据转换为串行数据，再加上起始位和停止位，然后按一 定波特率传输，波特率有 9600b/s、14400b/s、19200b/s、38400b/s。本次测试 所用的是 9600b/s . 数据接收：先检测数据起始位，在空闲状态下，数据线上一直为高电平，当有低电平到 来时，再开始接收数据，然后进行校验（本次测试忽略） ，最后检测停止位。 确认数据接收完毕。 判断起始位：在接收端不断检测传输线上的起始位到来时，因为传输线上可能存在的毛 刺现象会造成误判，故需要对检测到的下降沿进行判别。测试中采用三级寄 存器对信号进行判断处理，达到滤波的效果。当信号持续一段时间仍为低电 平时，确定起始位到来。否则继续检测传输线，等待起始位。 数据采样：为了提高接收的可靠性，测试中在每一个数据位的中间点进行采样。因所用 波特率为 9600b/s，所用系统时钟为 61.44MHZ，故分频计数最大值为 6400 ， 用一个计数器计算采样时钟上升沿到达个数，当计数达 N/2 时，即为采样中 间点。
input accept; // RS232 接收数据信号 input baudclk; // baudclk 的高电平为接收或者发送数据位的中间采样点 output baudclk_start; // 接收到数据后，波特率时钟启动信号置位
3
output[7:0] accept_data; //输出接收到的数据 output accept_int; // 接收数据中断信号,接收到数据期间始终为高电平 //---------------------------------------------------------------reg data_filt0,data_filt1,data_filt2; //接收数据寄存器，用于滤波 wire negclk_data_signal; //表示数据线接收到下降沿 always @ (posedge clk or negedge reset) begin if(!reset) begin data_filt0 <= 1'b1; data_filt1 <= 1'b1; data_filt2 <= 1'b1; end else begin data_filt0 <= accept; data_filt1 <= data_filt0; data_filt2 <= data_filt1; end end assign negclk_data_signal = data_filt2 & ~data_filt1; // 接收到下降沿后 negclk_data_signal 置高 一个时钟周期 //---------------------------------------------------------------reg baudclk_start_reg; //波特时钟信号寄存器 reg[3:0] num; reg accept_int; //移位次数 //接收数据中断信号,接收到数据期间始终为高电平