串行通信技术-模拟信号转换接口
串行通信接口标准详解
几种串行通信接口标准详解在数据通信、计算机网络以及分布式工业控制系统中，经常采用串行通信来交换数据和信息。
1969年，美国电子工业协会(EIA)公布了RS-232C作为串行通信接口的电气标准，该标准定义了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)间按位串行传输的接口信息，合理安排了接口的电气信号和机械要求，在世界范围内得到了广泛的应用。
但它采用单端驱动非差分接收电路，因而存在着传输距离不太远(最大传输距离15m)和传送速率不太高(最大位速率为20Kb/s)的问题。
远距离串行通信必须使用Modem，增加了成本。
在分布式控制系统和工业局部网络中，传输距离常介于近距离(＜20m＝和远距离(＞2km)之间的情况，这时RS-232C（25脚连接器）不能采用，用Modem又不经济，因而需要制定新的串行通信接口标准。
1977年EIA制定了RS-449。
它除了保留与RS-232C兼容的特点外，还在提高传输速率，增加传输距离及改进电气特性等方面作了很大努力，并增加了10个控制信号。
与RS-449同时推出的还有RS-422和RS-423，它们是RS-449的标准子集。
另外，还有RS-485，它是RS-422的变形。
RS-422、RS-423是全双工的，而RS-485是半双工的。
RS-422标准规定采用平衡驱动差分接收电路，提高了数据传输速率(最大位速率为10Mb/s)，增加了传输距离(最大传输距离1200m)。
RS-423标准规定采用单端驱动差分接收电路，其电气性能与RS-232C几乎相同，并设计成可连接RS-232C和RS-422。
它一端可与RS-422连接，另一端则可与RS-232C连接，提供了一种从旧技术到新技术过渡的手段。
同时又提高位速率(最大为300Kb/s)和传输距离(最大为600m)。
因RS-485为半双工的，当用于多站互连时可节省信号线，便于高速、远距离传送。
许多智能仪器设备均配有RS-485总线接口，将它们联网也十分方便。
串行通信接口详细
数据的发送和接收分别由两根可以在两个不同的站点同
时发送和接收的传输线进行传送，通信双方都能在同一时刻
进行发送和接收操作，选择的传送方式称为全双工制。
A站
B站
发送器
接收器
接收器
特点：①每一端都有发送器和接收器 ②有二条传送线
应用：交互式应用，远程监测控制
发送器
（三）信号的调制和解调(远程通讯)
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。
4 5 6 20
2.远距离连接（>15m）
4 5 6 20
1）需用MODEM和专用电话线
2）需用2～9条信号线（在接口与MODEM之间）
计 算 机
接 口
2
TXD RXD RTS
调
┇ CTS DSR
制 解
SG 调
DCD 器
调
制
专用电话线
解 调
器
TXD
RXD 2
RTS
终
CTS DSR ┇
SG
端
DCD
采用MODEM时RS-232信号线的使用
RS-485标准只对接口的电气特性做出规定(只规 定了平衡驱动器和接收器的电特性)，而不涉及 接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立 自己的高层通信协议。
RS-485需要2个终接电阻，其阻值要求等于传输 电缆的特性阻抗。终接电阻接在传输总线的两端。 （大多数双绞线特性阻抗大约在100Ω至120Ω之 间）
3.RS-232C接口信号的定义。见书134表5.2 。 25线：数据线4条（2，3，14，16） 控制线11条（4，5，6，8，12，13，19，20，22，23） 定时信号线3条（15，17，24） 地线2条（1，7） 备用5条（9，10，11，18，25） 未定义
单片机的输入输出设备接口
单片机的输入输出设备接口1. 简介在嵌入式系统开发中，单片机是最常用的核心处理器之一。
单片机通过输入输出设备接口与外部设备进行通信，实现数据的输入和输出。
本文将介绍常见的单片机输入输出设备接口，包括数字输入输出口、模拟输入输出口、串行通信接口等。
2. 数字输入输出口（GPIO）数字输入输出口（General Purpose Input Output，简称GPIO）是一种常见的单片机输入输出设备接口。
它可以通过程序控制对内部资源的输入和输出。
单片机的GPIO包括多个引脚，每个引脚可以作为输入口或输出口使用。
在使用过程中，我们可以通过将引脚设置为输入模式或输出模式，并通过编程对引脚进行读写操作。
2.1. 输入模式在输入模式下，GPIO可以用作输入接口，接收外部设备的信号。
在单片机中，通常使用输入状态寄存器（Input Status Register）来存储外部信号的状态。
当外部设备产生一个高或低电平信号时，单片机可以通过读取输入状态寄存器来获取该信号的状态。
2.2. 输出模式在输出模式下，GPIO可以用作输出接口，控制外部设备的状态。
在单片机中，通常使用输出数据寄存器（Output Data Register）来存储输出数据。
通过向输出数据寄存器写入高或低电平信号，单片机可以控制外部设备的状态。
3. 模拟输入输出口（ADC和DAC）除了数字输入输出口，单片机还可以提供模拟输入输出口。
模拟输入输出口分为模拟数字转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC）两种。
3.1. 模拟数字转换器（ADC）模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）可以将模拟信号转换为数字信号。
通过电压分压、采样等方法，单片机的ADC模块可以将外部模拟信号转换为数字量，供单片机进行处理和分析。
3.2. 数字模拟转换器（DAC）数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）可以将数字信号转换为模拟信号。
串行通信接口
串行通信接口4.4.1一基本概念⒈串行传送的特点①在一根传输线上即传送数据又传送联络信号。
②有固定的数据传输协议。
③线上的通信信号一般不是TTL电平，因此与CPU通信必需进行电平转换。
④传送信息的速率要求双方约定。
⒉数据传送方式单工：仅一方对另一方传送数据。
半双工：双方可相互传送数据，但不能在同一时刻进行。
全双工：双方在同一时刻都能进行传送和接收数据。
⒊调制解调器调制解调之间为拟模信号（两种不同频率），适用于远距离数据通信。
调制解调作用为：数字信号转换成模拟信号、模拟零MODEM方式：不需要调制解调器传输距离小于15米。
4．通信数据奇偶校验7位单位编码的字符后附1奇偶位，使整个字节的“1”个数为偶数或为奇数。
1 1 0 1 0 0 1 00 1 0 0 0 0 0 11 0 1 0 1 0 1 01 1 1 1 0 0 1 11 1 0 0 0 0 1 100 0 0 1 0 0 15．传输速率波特率：每秒时间内传送二进制数据的位数。
单位：（B/S）如1200B/S 2400B/S 4800BS 9600BS发送/接收时钟：数字波形的每一位需多个时钟支持，发送/接收时钟频率为每秒时间内所需采样时钟个数数。
波特因子：发送/接收1位数据所需的时钟个数。
发送/接收时钟频率=波特率*波特因子6．串行通信的基本方式异步串行通信方式：以字符为信息单位传送：1帧仅一个字符。
字符与字符之间异步：字符与字符之间随机传送。
位与位之间同步：位与位之间有严格的定时。
同步串行通信方式以字符块为信息单位传送：1帧成百上千个字符。
字符与字符之间同步：字符与字符之间有严格的定时。
位与位之间同步：位与位之间有严格的定时。
二串行通信数据格式1．异步通信数据格式起始位（1）数据位（5~8）效验位（0~1）停止位（1~2）2．数据位采样：3．同步通信数据格式双同步：同步码1 同步码2 数据块块效验单同步：同步码1 数据块块效验外同步：数据块块效验同步码为专用同步字符ASCII（26H）同步码为专用二进制码（01111110）同步通信解决在数据块中出现同码的问题，如在数据块中有01111110的数据，解决的办法为：发送时只要遇见连5个“1”插入一个“0”，接收时只要遇见连5个“1”删除紧跟后面一个“0”。
单片机接口技术简介
单片机接口技术简介单片机是一种集成了处理器、存储器和各种输入/输出（I/O）接口功能的微型计算机系统。
单片机常用于嵌入式系统中，广泛应用于家电、汽车、医疗设备、通信设备等领域。
而单片机的接口技术则是连接单片机与外部设备之间的桥梁，它是实现单片机与外部环境交互的关键。
单片机接口技术主要包括数字接口和模拟接口两种类型。
数字接口用于数字信号的输入输出，而模拟接口用于模拟信号的输入输出。
下面将依次介绍这两种接口技术。
数字接口技术是单片机与数字设备之间进行数据交换的一种方式。
常见的数字接口技术有并行接口、串行接口和通用串行总线（USB）接口。
1. 并行接口是将数据以并行方式传输的接口技术。
它通过多条数据线同时传输数据，传输速度较快，适用于要求高速数据传输的场景。
常见的并行接口有通用并行接口（GPIO）、外部存储器接口（EMI）等。
2. 串行接口是一种将数据逐位按顺序传输的接口技术。
与并行接口相比，串行接口需要较少的数据线，占用的引脚较少，适用于对引脚数量有限的场景。
常见的串行接口有串行外设接口（SPI）、I2C接口、异步串行通信接口（UART）等。
3. 通用串行总线（USB）接口是一种广泛应用于计算机和外部设备之间的接口技术。
USB接口具有热插拔、高速传输、兼容性好等特点，广泛应用于各种外部设备，如键盘、鼠标、打印机等。
模拟接口技术是单片机与模拟设备之间进行数据交换的一种方式。
常见的模拟接口技术有通用模拟接口（ADC/DAC接口）和PWM（脉宽调制）接口。
1. 通用模拟接口（ADC/DAC接口）用于将模拟信号转换为数字信号（ADC）或将数字信号转换为模拟信号（DAC）。
ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理，而DAC（数模转换器）则将数字信号转换为模拟信号，以便控制外部模拟设备。
2. PWM（脉宽调制）接口是一种通过调节脉冲信号的高电平时间来控制模拟设备的接口技术。
PWM接口广泛应用于电机控制领域，通过改变脉冲的占空比可以控制电机的转速和转向。
单片机原理接口技术
单片机原理接口技术单片机原理接口技术是指如何实现单片机与外部设备之间的数据交互和通讯。
通过适当的接口技术，单片机可以与各种外设如传感器、执行器、显示器等进行连接和交互，实现功能的扩展和应用的多样化。
一、GPIO口通用输入输出口（General-purpose input/output, GPIO）是单片机中最常用的接口技术之一。
GPIO口可以通过编程进行配置和控制，可设置为输入或输出，可以读取外部信号状态或输出控制信号。
对于普通的外设，如按钮、开关等，可以通过GPIO口进行连接和控制。
二、串口串行口（Serial Port）是一种常见的接口技术，在单片机中通常用于与外部设备进行串行通信。
通过串口可以将数据一位一位地进行传输，通信速率相对较低，但占用的引脚数量较少，适用于长距离传输或与其他设备通信。
三、并行口并行口（Parallel Port）与串行口相反，可以同时传输多个数据位。
它的通信速率较高，但需要较多的引脚，适用于需要高速数据传输的场合。
四、SPI接口串行外设接口（Serial Peripheral Interface, SPI）是一种常用的同步串行通信接口。
通过SPI接口，单片机可以与各种外设如存储器、传感器、显示器等进行高速通信。
SPI接口通常由4根引线组成，包括时钟线、数据线、主从选择线和从机使能线。
五、I2C接口I2C（Inter-Integrated Circuit）接口是一种常见的串行通信接口，适用于多个设备之间的短距离通信。
通过I2C接口，单片机可以与多个设备进行连接，并通过地址选择不同的设备进行通信。
六、ADC/DAC接口模数转换器（Analog-to-Digital Converter, ADC）和数模转换器（Digital-to-Analog Converter, DAC）接口用于将模拟信号和数字信号之间进行转换。
通过ADC接口，单片机可以将模拟信号转换为数字信号进行处理，而通过DAC接口，单片机可以将数字信号转换为模拟信号输出。
串行ad芯片
串行ad芯片AD芯片（Analog-to-Digital Converter）是一种将模拟信号转换为数字信号的器件，广泛应用于各种电子设备中。
AD芯片的串行架构是指数据输入和输出通过串行传输的方式进行，下面将对串行AD芯片进行详细介绍。
串行AD芯片具有以下特点：1. 串行数据传输：串行AD芯片采用串行数据传输的方式，将模拟信号转换为数字信号，并通过串行接口传出。
这种传输方式相比并行传输更加灵活，能够简化电路设计和布线，减少引脚数量。
2. 高速转换：串行AD芯片具有较高的转换速度，能够快速将模拟信号转换为数字信号。
这对需要高速采集和处理信号的应用非常重要，比如雷达、通信系统、音频等领域。
3. 内置信号处理功能：串行AD芯片通常也会内置一些信号处理功能，如放大、滤波、自校准等。
这些功能能够提高AD转换的精度和性能，并减少外部元器件的使用。
4. 低功耗设计：串行AD芯片通常采用低功耗设计，以保证在电源有限的情况下也能够正常工作。
低功耗设计也能够减少芯片发热问题，提高系统的稳定性和可靠性。
5. 多种接口类型：串行AD芯片可以通过多种接口类型进行数据传输，如SPI（Serial Peripheral Interface）、I2C（Inter-Integrated Circuit）和UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）等。
这些接口类型在不同的应用场景中有不同的优势和适用性。
6. 适应不同分辨率：串行AD芯片通常可以适应不同的分辨率要求，从几位到几十位不等。
这使得串行AD芯片具有较大的灵活性，可以满足不同应用的需求。
串行AD芯片的工作原理如下：1. 输入信号采样：串行AD芯片首先对输入的模拟信号进行采样，通常使用采样保持电路（Sample and Hold）将输入信号的幅值保持在一个持续时间较长的时间段内，以便进行后续处理。
2. 模拟信号转换：采样后的模拟信号通过模拟前端电路进行放大、滤波等处理，以增强信号的强度和减少噪音。
串行通信概述
串行通信概述张志鑫（北京理工大学信息与电子学院）摘要：随着社会的发展，大量的设备和系统采用串行通信方式进行信息交换。
现有的国际标准只对串行通信的物理层进行了定义，而设备供应商可以按照需求定义不同的数据链路层标准，采用不同的数据帧格式、封装方式和传输控制字符。
本文介绍了物理层协议的串行通信技术，包括串行通信的发展史，协议，技术标准，以及串行通信的发展前景。
关键词：协议，串行通信，标准一、串行通信的发展史在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。
随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。
通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。
串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。
其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。
使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。
串行通信的分类同步通信同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。
这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。
它们均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。
其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。
数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。
同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。
异步通信异步通信中，在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。
数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。
字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。
发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。
单片机原理及接口技术讲解
单片机原理及接口技术讲解单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，内含有中央处理器（CPU）、存储器、输入输出端口、定时器计数器、串行通信接口等核心模块，可用于控制、计算、存储和通信等多种功能。
单片机的工作原理是通过处理器执行存储在存储器中的指令来实现各种功能。
它的内部包含一个由晶体管、逻辑门等构成的微处理器，负责执行计算和控制指令。
单片机的芯片上还集成了存储器，用于存储程序指令和数据。
输入输出端口可以与外部设备进行数据交互，定时器计数器可以实现精确的定时和计数功能。
通过串行通信接口，单片机可以与其他设备进行数据传输和通信。
单片机的接口技术是指单片机与外部设备进行数据传输和通信的技术。
常见的接口技术包括并行接口、串行接口、模拟接口等。
并行接口是通过多个并行数据线同时传输数据的接口技术。
常见的并行接口有通用并行接口（GPIO）、地址总线、数据总线等。
通用并行接口（GPIO）是一组可编程的并行输入输出线，可以被程序员控制来进行数据的输入输出。
地址总线用于传输内存或外设的地址信息，数据总线用于传输数据信息。
串行接口是通过单个数据线按照一定的时间顺序传输数据的接口技术。
常见的串行接口有串行通信接口（UART）、串行外设接口（SPI）、I²C接口等。
串行通信接口（UART）是一种通用的串行数据通信接口，用于将数据转换为串行格式进行传输。
串行外设接口（SPI）是一种高速串行接口，用于在单片机与其他外设之间进行数据传输和通信。
I²C接口是一种双线制的串行接口，用于在多个设备之间进行数据传输和通信。
模拟接口是通过模拟信号进行数据传输和通信的接口技术。
模拟接口包括模数转换接口、数字模拟转换接口等。
模数转换接口用于将模拟信号转换为数字信号，数字模拟转换接口用于将数字信号转换为模拟信号。
单片机接口技术的选择取决于具体应用的需求。
并行接口适合需要大量数据同时进行传输的场景，串行接口适合需要高速传输的场景。
单片机中常见的接口类型及其功能介绍
单片机中常见的接口类型及其功能介绍单片机（microcontroller）是一种集成了中央处理器、内存和各种外围接口的微型计算机系统。
它通常用于嵌入式系统中，用于控制和监控各种设备。
接口是单片机与外部设备之间进行数据和信号传输的通道。
本文就单片机中常见的接口类型及其功能进行介绍。
一、串行接口1. 串行通信口（USART）：USART是单片机与外部设备之间进行串行数据通信的接口。
它可以实现异步或同步传输，常用于与计算机、模块、传感器等设备进行数据交换。
2. SPI（串行外围接口）：SPI接口是一种全双工、同步的串行数据接口，通常用于连接单片机与存储器、传感器以及其他外围设备。
SPI接口具有较高的传输速度和灵活性，可以实现多主多从的数据通信。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit）：I2C接口是一种面向外部设备的串行通信总线，用于连接不同的芯片或模块。
I2C接口通过两条双向线路进行数据传输，可以实现多主多从的通信方式，并且占用的引脚较少。
二、并行接口1. GPIO（通用输入/输出）：GPIO接口是单片机中最常见的接口之一，用于连接与单片机进行输入输出的外围设备。
通过设置相应的寄存器和引脚状态，可以实现单片机对外部设备进行控制和监测。
2. ADC（模数转换器）：ADC接口用于将模拟信号转换为数字信号，常用于单片机中对模拟信号的采集和处理。
通过ADC接口，单片机可以将外部传感器等模拟信号转化为数字信号，便于处理和分析。
3. DAC（数模转换器）：DAC接口用于将数字信号转换为模拟信号。
通过DAC接口，单片机可以控制外部设备的模拟量输出，如音频输出、电压控制等。
三、特殊接口1. PWM（脉冲宽度调制）：PWM接口用于产生特定占空比的脉冲信号。
通过调节脉冲的宽度和周期，可以控制外部设备的电平、亮度、速度等。
PWM接口常用于控制电机、LED灯、舵机等设备。
2. I2S（串行音频接口）：I2S接口用于在单片机和音频设备之间进行数字音频数据传输。
单片机各模块说明
单片机各模块说明单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，具有微处理器核心和一系列外设模块的特殊芯片。
它通常用于控制和执行各种电子设备和系统。
在单片机中，各个模块起到不同的作用，为了更好地了解单片机的工作原理和功能，本文将对单片机的各个模块进行详细说明。
一、微处理器核心模块：单片机的核心是微处理器模块，它通常由中央处理器（CPU）和一些内部寄存器组成。
微处理器核心负责执行指令和处理运算，控制整个系统的工作。
它是单片机的大脑，接收和处理外部输入信号，在内部进行逻辑运算，并向外部输出结果。
二、存储器模块：存储器模块是单片机中非常重要的部分，它用于存储程序和数据。
存储器可以分为两类，即程序存储器和数据存储器。
程序存储器（ROM）用于存储程序代码，通常是只读的；数据存储器（RAM）用于存储程序计算的中间结果和变量。
三、输入/输出模块：输入/输出模块用于单片机与外部设备的数据交互。
其中，输入模块用于将外部的信号或数据输入到单片机，输出模块则负责将单片机的控制指令或计算结果输出到外部设备。
输入/输出模块的接口通常包括引脚和通信接口等。
四、定时器/计数器模块：定时器/计数器模块用于计时和计数操作。
它可以产生一定的定时延迟，周期性地产生中断信号，或者实现对外部事件的计数。
定时器/计数器模块通常具有多个计数器和触发器，可以满足不同的计时和计数需求。
五、串行通信模块：串行通信模块是单片机与其他设备进行数据传输的接口。
单片机通常具有多种串行通信接口，如UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和I2C（双线串行接口）等。
这些接口可以连接各种外部设备，实现数据的收发和通信。
六、模拟/数字转换模块：模拟/数字转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，或者将数字信号转换为模拟信号。
它通常由模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）等组成。
模拟/数字转换模块可以将外部的模拟信号转换为单片机可以处理的数字信号，并且可以将单片机处理后的数字信号转换为模拟信号输出。
传感器与单片机接口技术的原理及应用指南
传感器与单片机接口技术的原理及应用指南概述：随着科技的快速发展，传感器与单片机接口技术在各行各业中得到了广泛的应用。
传感器是一种能够感知并转换物理量和化学量的装置，而单片机是一种集成了处理器、存储器和其他外围功能电路的微型计算机。
传感器与单片机接口技术充当了传感器与单片机之间的通信桥梁，使得传感器能够将感知到的信息传递给单片机处理，从而实现各种控制与监测系统。
一、传感器与单片机接口技术的原理1. 数字传感器与模拟传感器的接口方式传感器可以分为数字传感器和模拟传感器两种类型。
数字传感器输出的是数字信号，而模拟传感器输出的是模拟信号。
在接口技术方面，与单片机连接数字传感器通常采用串行通信接口，如UART、SPI和I2C，而与模拟传感器连接则需要模数转换器（ADC）进行信号转换。
2. 完整信号和简单信号的接口方式传感器常常输出的是模拟信号，而单片机通常使用数字信号进行处理。
因此，为了进行接口连接，需要将传感器输出的模拟信号转换为单片机可以接收的数字信号。
这可以通过进行信号调理和信号转换的方式来实现。
二、传感器与单片机接口技术的应用指南1. 温度传感器的接口技术及应用指南温度传感器是最常见的传感器之一，在许多领域中都有广泛的应用。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、热电阻和红外传感器等。
对于温度传感器的接口技术，可以使用模拟传感器接口连接到单片机的模数转换器上，也可以通过数字接口连接到单片机的串行通信接口上。
2. 光电传感器的接口技术及应用指南光电传感器是一种能够感知光照强度、光频率和光强度的传感器。
常见的光电传感器有光敏电阻、光电二极管和光纤传感器等。
光电传感器的接口技术可以使用模拟传感器接口连接到单片机的模数转换器上，也可以通过数字接口连接到单片机的串行通信接口上。
3. 加速度传感器的接口技术及应用指南加速度传感器是一种能够感知物体加速度变化的传感器。
常见的加速度传感器有压电式和微机械式传感器。
加速度传感器的接口技术可以使用模拟传感器接口连接到单片机的模数转换器上，也可以通过数字接口连接到单片机的串行通信接口上。
eia232接口标准 -回复
eia232接口标准-回复EIA-232接口标准：串行通信的基础引言在当今数字化时代，串行通信技术已经成为各个领域中不可或缺的一部分。
从计算机数据传输到工业自动化，串行通信通过其简单、高效和可靠的方式在各个行业中发挥着重要作用。
本文将重点介绍EIA-232接口标准，它被广泛应用于许多传输设备和系统中，如计算机终端、调制解调器、工业设备等。
我们将逐步深入探讨EIA-232接口标准的定义、原理、特点及应用。
1. 定义EIA-232（Electronics Industries Association-232）是一种串行通信接口标准，也被称为RS-232（Recommended Standard-232）。
它是美国电子工业联合会（EIA）和美国国家标准学会（ANSI）共同制定的一项标准，目的是为了保证不同设备之间的串行通信的稳定性和互操作性。
2. 原理EIA-232接口标准使用了基于电压的信号传输方式，其中一组线路用于发送数据（TX）, 另一组线路用于接收数据（RX），并且还有其他的辅助线路用于控制信号和地线连接。
EIA-232允许信号的正负电压范围在-15V到+15V之间，通常使用+3V到+12V作为“1”逻辑电平，-3V到-12V作为“0”逻辑电平。
3. 特点3.1 简单易用EIA-232接口标准使用了相对较少的引脚，只需3根线（TX、RX、GND）即可进行串行通信。
这使得EIA-232接口非常简单易用，便于在各种设备中实现。
3.2 高速传输尽管EIA-232接口设计于上世纪60年代，但其仍然可以支持较高速率的数据传输。
通常情况下，它能够达到115.2 kbit/s的通信速度，对于许多应用来说已经足够快速。
3.3 长距离传输由于EIA-232使用的是电压信号传输方式，它在长距离传输方面表现出了较好的性能。
通常情况下，EIA-232接口最远可以支持50英尺（约15米）的传输距离，但配合转换设备，其传输距离可以扩展到数公里。
微机原理与接口技术实验报告
微机原理与接口技术实验报告实验目的，通过本次实验，掌握微机原理与接口技术的基本知识，了解并掌握微机接口技术的应用方法。
实验仪器与设备，微机实验箱、接口卡、示波器、电源等。
实验原理，微机接口技术是指微机与外部设备进行数据交换的技术。
它是微机与外部设备之间的桥梁，通过接口技术可以实现微机与外部设备之间的数据传输和通信。
实验内容与步骤：1. 实验一，串行通信接口实验。
a. 将串行通信接口卡插入微机实验箱的接口槽中；b. 连接示波器和外部设备，并进行数据传输测试；c. 观察并记录数据传输的波形和数据传输情况。
2. 实验二，并行通信接口实验。
a. 将并行通信接口卡插入微机实验箱的接口槽中；b. 连接外部设备，并进行数据传输测试；c. 观察并记录数据传输的情况。
3. 实验三，AD转换接口实验。
a. 将AD转换接口卡插入微机实验箱的接口槽中；b. 连接外部模拟信号源，并进行模拟信号转换测试；c. 观察并记录模拟信号转换的波形和数据传输情况。
实验结果与分析：1. 串行通信接口实验结果分析：通过实验发现，在串行通信接口实验中，数据传输的波形稳定，数据传输速度较快，适用于对数据传输速度要求较高的应用场景。
2. 并行通信接口实验结果分析：在并行通信接口实验中，数据传输稳定，但数据传输速度相对较慢，适用于对数据传输速度要求不高的应用场景。
3. AD转换接口实验结果分析：经过实验发现，AD转换接口可以将模拟信号转换为数字信号，并且转换精度较高，适用于对信号转换精度要求较高的应用场景。
实验总结与展望：通过本次实验，我们深入了解了微机原理与接口技术的基本知识，掌握了串行通信接口、并行通信接口和AD转换接口的应用方法。
同时，也发现不同接口技术在数据传输速度、稳定性和精度方面各有优劣，需要根据实际应用场景进行选择。
未来，我们将继续深入学习和探索微机接口技术的应用，为实际工程项目提供更好的技术支持。
结语：通过本次实验，我们对微机原理与接口技术有了更深入的了解，实验结果也验证了接口技术在数据传输和信号转换方面的重要作用。
stm32器件技术指标
stm32器件技术指标STM32是一系列由意法半导体(STMicroelectronics)公司推出的32位ARM Cortex-M微控制器(MCU)系列产品。
它以其低功耗、高性能和丰富的外设集成而被广泛应用于多个领域，包括工业控制、汽车电子、智能家居以及消费电子等。
以下是STM32器件的一些主要技术指标：1.内核：-基于ARM Cortex-M系列内核，包括Cortex-M0、Cortex-M0+、Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-M7和Cortex-M23。
2.主频：-支持不同主频的微控制器，通常在几十MHz到几百MHz之间。
3.存储器：- Flash存储器：通常具有从几十KB到几兆字节的容量。
- SRAM：通常具有从几KB到几百KB的容量。
4.外设：- GPIO：整合了大量通用输入输出引脚。
- ADC：模数转换器，用于模拟信号的数字化转换。
- DAC：数字模拟转换器，用于数字信号向模拟信号的转换。
- UART/SPI/I2C：常用串行通信接口。
- USB：常用的通用串行总线接口。
- Ethernet：用于网络通信的接口。
- CAN：控制器区域网络接口，主要用于汽车电子等领域。
- PWM：脉冲宽度调制模块，用于产生脉冲信号。
- RTC：实时时钟，用于记录日期和时间信息。
- DMA：直接内存存取控制器，用于在外设和存储器之间进行数据传输。
5.电源管理：-低功耗模式支持，包括待机模式、睡眠模式和停机模式，用于节省能量。
-支持多种电源管理功能，例如电压监测、供电管理等。
6.安全性：-内置硬件加密引擎，支持常见的加密算法，例如AES、DES等。
-支持硬件级的存储器保护功能。
-提供独特的器件标识和身份验证功能。
7.开发工具支持：-提供集成开发环境(IDE)，例如STM32CubeIDE，用于编写、编译和调试代码。
-提供丰富的软件开发包(SDK)，包括驱动程序、库函数和示例代码，以简化开发过程。
第6章--串行接口及串行通信技术
第 n字 符 帧 8位 数 据
停 奇偶 止 校验 位
D7 0/1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1
空闲位 111
第 n＋ 1字 符 帧
起
始 位
8位 数 据
0 D0 D1 …
图6.3 异步通信帧格式
第9章 串行接口及串行通信技术
(1) 起始位：在没有数据传送时，通信线上处于逻 辑“1”状态,当信号变为0时表示起始位。
实际用户并不一定用到RS- 232C标准的全部信号 线，常常使用9针非标准连接器替代25针连接器，称 为DB-9。
第9章 串行接口及串行通信技术
方向 到DCE 到DTE 到DTE 到DTE
到DCE 到DCE 到DTE 到DTE 到DCE 到DCE
名称
第2路发送数据 发送时钟
第2路接收数据 接收时钟 未用
例：当约定为奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数 之和应为奇数；当约定为偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1” 的个数之和应为偶数。接收方与发送方的校验装置和方式应一致。接 收字符时，对“1”的个数进行校验，若二者不一致，则说明传输数据 过程中出现了差错。
第9章 串行接口及串行通信技术
同时传送的通信方法，如图6.1所示。 特点：传输控制简单、速度快。但距离长时传输线多，成本高。
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6.2所示。 特点：传输控制复杂、速度慢，但传输线少，成本低。
第9章 串行接口及串行通信技术
P0.7
微型 计算机 (89C51)
把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去。 2）解调器
模拟信号4-20MA、0-5V转换RS485或232串口
模拟信号4-20mA转RS-485/232，数据采集A/D转换模块产品特点：●模拟信号采集，隔离转换 RS-485/232输出●采用12位AD转换器，测量精度优于0.1%●通过RS-485/232接口可以程控校准模块精度●信号输入 / 输出之间隔离耐压3000VDC●宽电源供电范围：8 ~ 32VDC●可靠性高，编程方便，易于应用●标准DIN35导轨安装，方便集中布线●用户可编程设置模块地址、波特率等●支持Modbus RTU 通讯协议●低成本、小体积模块化设计典型应用：●信号测量、监测和控制●RS-485远程I/O，数据采集●智能楼宇控制、安防工程等应用系统●RS-232/485总线工业自动化控制系统●工业现场信号隔离及长线传输●设备运行监测●传感器信号的测量图1 模块外观图●工业现场数据的获取与记录●医疗、工控产品开发●4-20mA或0-5V信号采集产品概述：产品实现传感器和主机之间的信号采集，用来检测模拟信号。
IBF系列产品可应用在 RS-232/485总线工业自动化控制系统，4-20mA / 0-5V信号测量、监测和控制，0-75mV，0-100mV等小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等等。
产品包括电源隔离，信号隔离、线性化，A/D转换和RS-485串行通信。
每个串口最多可接255只模块，通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS RTU通讯协议，其指令集兼容于ADAM模块，波特率可由代码设置，能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上，便于计算机编程。
图2 模块内部框图IBF系列产品是基于单片机的智能监测和控制系统，所有的用户设定的校准值，地址，波特率，数据格式，校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。
产品按工业标准设计、制造，信号输入 / 输出之间隔离，可承受3000VDC隔离电压，抗干扰能力强，可靠性高。
工作温度范围- 45℃～+85℃。
功能简介：信号隔离采集模块，可以用来测量一路电压或电流信号，1、模拟信号输入12位采集精度，产品出厂前所有信号输入范围已全部校准。
单片机原理及其接口技术
单片机原理及其接口技术
单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器、计时器、通信接口、模拟输入输出等电子功能的小型集成电路芯片。
它具有处理器、存储器、输入输出接口等基本功能，而且可以集成控制、调节、监测等多种复杂的控制功能，因此被广泛应用于自动化控制和智能化设备中。
单片机的工作原理是：将程序代码存储在内部存储器中，通过输入接口输入控制信号，然后通过处理器进行计算，并通过输出接口输出控制信号，从而实现对外部设备的控制。
单片机的接口技术主要包括数字接口技术和模拟接口技术。
数字接口技术主要包括并行接口和串行接口。
并行接口是一种多线传输接口，可以同时传输多个数据位，速度快、数据传输量大，适用于数据量较大的数据传输。
串行接口是一种单线传输接口，可以逐位传输数据，需要较少的引脚，适用于数据量较小的数据传输。
模拟接口技术主要是模拟信号和数字信号之间的转换。
单片机内部只能处理数字信号，因此需要通过模拟接口将模拟信号转换为数字信号。
模拟接口技术包括模拟输入技术和模拟输出技术。
模拟输入技术是将模拟信号转换为数字信号输入到单片机内部。
模拟输出技术是将数字信号转换为模拟信号输出到外部设备中。
总之，单片机是现代控制技术和通信技术的核心，其接口技术在自动化控制和智
能化设备中具有重要的作用。
adc与cpu的数据交换有串行通信与并行通信两种其中并行通信
ADC与CPU的数据交换：串行通信与并行通信1. 引言ADC（模数转换器）和CPU（中央处理器）是现代计算机系统中重要的组成部分。
ADC负责将模拟信号转换为数字信号，而CPU负责对这些数字信号进行处理和分析。
数据交换是ADC和CPU之间的关键环节，它决定了系统的性能和效率。
在数据交换中，串行通信和并行通信是两种常见的方式。
本文将深入探讨ADC与CPU之间的数据交换，并分析串行通信和并行通信的优缺点。
2. 串行通信串行通信是一种逐位传输数据的方式，数据按照顺序逐位传输。
在ADC与CPU之间的串行通信中，数据通过单根线路进行传输。
串行通信的主要特点如下：2.1 占用较少的线路串行通信只需要一根线路进行数据传输，因此占用的线路资源较少。
这在一些对线路资源有限的场景中非常有优势。
2.2 传输距离较长由于串行通信只需要一根线路，因此可以通过采取一些技术手段（如差分信号传输）来提高信号的抗干扰能力，从而实现较长的传输距离。
2.3 传输速率较低由于串行通信是逐位传输数据，因此传输速率较低。
传输速率受限于线路的带宽和信号传输的速度。
2.4 应用广泛串行通信在许多领域广泛应用，如串行接口（如串行ATA、串行SCSI）、串行通信协议（如RS-232、RS-485）等。
3. 并行通信并行通信是一种同时传输多个数据位的方式，数据同时通过多根线路进行传输。
在ADC与CPU之间的并行通信中，数据可以同时传输多个位。
并行通信的主要特点如下：3.1 传输速率较高由于并行通信可以同时传输多个数据位，因此传输速率较高。
传输速率受限于线路的带宽和数据线的数量。
3.2 占用较多的线路并行通信需要多根线路进行数据传输，因此占用的线路资源较多。
这在一些对线路资源有限的场景中可能会成为问题。
3.3 传输距离较短由于并行通信需要多根线路，同时存在信号传输的时间差，因此传输距离较短。
3.4 应用局限并行通信在一些特定的应用场景中才会被采用，如内部总线（如PCI、PCIe）和内存总线（如DDR、GDDR）等。
- 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)。
微机原理与应用实验报告6
实验9 串行通信技术
实验10A 模拟信号转换接口
实验报告
实验九串行通信技术
一、实验目的
1. 了解异步串行通信原理；
2. 掌握MSP430异步串行通信模块及其编程方法；
二、实验任务
1. 了解MSP430G2553实验板USB转串口的通信功能，掌握串口助手的使用
（1）利用PC机的串口助手程序控制串口，实现串口的自发自收功能
为实现PC串口的自发自收功能，须现将实验板上的扩展板去下，并将单片机板上的BRXD和BTXD用杜邦线进行短接，连接图如下所示：
由此可以实现PC串口的自收自发功能。
（2）思考题：异步串行通信接口的收/发双方是怎么建立起通信的
首先在异步通信中，要求接收方和发送方具有相同的通信参数，即起始位、停止位、波特率等等。
在满足上面条件的情况下，发送方对于每一帧数据按照起始位数据位停止位的顺序进行发送，而接收方则一直处于接受状态，当检测到起始位低电平时，看是采集接下来发送方发送过来的数据，这样一帧数据（即一个字符）传送完毕，然后进行下一帧数据的接受。
这样两者之间就建立起了通信。
2. 查询方式控制单片机通过板载USB转串口与PC机实现串行通信
（1）硬件连接图
（2）C语言程序
采用SMCLK=1.0MHz时，程序如下：
其中SMCLK=1MHz，波特率采用的是9600，采用低频波特方式，则N=1000000/9600=104.1666…，故UCA0BR1=0，UCA0BR0=104，UCBRS=1；
当采用外部晶振时，时钟采用默认设置即可，程序如下：
也是采用了低频波特率方式，所以关于波特率设置的相关计算和上面是一样的。
（3）思考：如果在两个单片机之间进行串行通信，应该如何设计连线和编程？
由于在上面的连线中将单片机上的P1.2和BRXD相连，P1.1和BTXD相连，所以若要在两个单片机之间进行通信，首先应该将两个单片机的P1.2和P1.1交叉相连，并根据上面的程序进行相同的关于端口和波特率相关的设置即可实现两个单片机之间的通信。
3. （提高）利用PC机RS232通信接口与单片机之间完成串行通信
（1）硬件连接图
在实验时，采用了将PC机的串口com1直接连接至MSP430F149的孔型D9连接器上，G2553单片机的输出引脚P1.1和P1.2分别与F149单片机上的URXD1和UTXD1相连接，连接图如下所示：
（2）C语言程序
当采用波特率9600bps、无校验、8位数据位、先低后高、一个停止位时，所采用的程序和任务2中相同，这里不再赘述。
当采用波特率38400bps、无校验、8位数据位、先低后高、一个停止位时，由于采用外部晶振已经不能够产生这样高的波特率，所以采用SMCK=1MHz的时钟，所采用的程序只需将任务二中关于时钟选择和时钟设置的相关部分进行修改即可，具体程序见下面所示：
（3）思考题：设计单片机与PC机进行串行通信时，硬件设计有哪些需要注意的事项？
首先最基本的是，单片机和PC机上所选择的通信协议应该是一致的，然后可以选择多种路径，其中包括USB，串口等。
另外需要注意的是要统一两者之间的逻辑电平，如果电平不同，则需要在中间加入电平转换电路。
4. （提高）中断方式控制串行通信的收发
（1）硬件连接图
由于只是将接收和发送改为了中断实现，其他功能并没有改变，所以这里的硬件连接图和任务2中的是相同的，这里不再重复。
（2）C语言程序
（3）思考题：发送中断的允许位是否可以一直处于打开（允许）状态？为什么？
发送中断的允许位不能够一直处于打开状态，因为当发送缓冲器为空时，发送中断标志位就会被置位，向系统发出中断请求，从而转去执行发送中断子程。
而当无法送内容时和刚发送完内容后发送缓冲器都处于空的状态，若发送中断允许位一直打开，在没有接受完毕进入发送时就会不断地向系统发出中断请求，从而导致系统不能正常。
所以，发送中断允许为应该在接受完毕准备发送时打开，发送完毕后立即关闭。
三、实验中遇到的问题和解决办法
1. 在任务二中使用SMCLK完成通信时，最开始始终无法完成通信，后来发现是由于SMCLK 的时钟频率并不是刚好的1MHz，所以后来通过利用示波器测量实际的频率，重新计算产生波特率的相关的参数解决了问题；
2. 对于利用中断完成任务二的要求中，起初无法完成通信，后来发现是中断中由于在赋值完一次之后，先使i进行了加1，然后才判断对应的字符是否是‘@’，所以单片机一直没有发送到PC机上内容。
实验十模拟信号转换接口
一、实验目的
1. 了解模/数转换的工作原理，掌握MSP430单片机内ADC10模/数转换模块的控制和应用。
二、实验任务
1. 模/数转换器ADC10的编程控制
（1）硬件连接图
（2）程序设计思路
首先需要利用示波器测量单片机板上的Vcc的大小，确定数/模转换公式中的参考电压的取值。
在编程时，由于测量的是稳恒电压，所以ADC的一些设置采用默认值即可，通过几次采样得到的值进行平均减小误差，然后转换为模拟值，利用得到的结果跟2.2和2.8进
行比较，然后通过比较结果控制L1灯的亮灭。
（3）C语言程序
（4）思考题：如果模拟信号从P1.5输入，应该如何编程？
若模拟信号从P1.5输入只需将允许管脚模拟输入和采样通道的选择进行修改即可，其他的不用改变。
并在硬件上使模拟信号从P1.5输入即可。
需要修改的指令如下所示：
2. （提高）改用中断的方式实现任务1
（1）硬件连接图
硬件连接图任务一中相同，所以在这里不再给出。
（2）C语言程序
3.（提高）制作数字电压表
（1）硬件连接图
（2）程序设计思路
其中最基本的任务和上面两个任务中完成方式相同，在这里需要改进的就是将测得的电压值进行数码管显示，只需要利用之前实验中设计的数码管显示模块就可以了。
（3）C 语言程序
（4）测量结果分析
下表中列出了利用得到的数字电压变测量的几个电压值和利用示波器测量得到的值的对比：
从上面结果中可以看出，利用得到的数字电压表测量得到的电压值和实际值之间相差不超过0.03V，所以误差较小，即制作较为成功。
实验收获和总结
1. 在实验九中对于单片机的异步串行通信有了很深的了解，并通过编程成功实现了单片机和PC之间的简单通信，通过实验巩固了理论课上所学的知识；
2. 对于实验十模拟信号的转换我觉得是比较有意思的一部分，虽然编程并不是太难，但是通过这个实验我对于单片机中ADC10模/数转换模块的应用有了初步的了解。