三种串口总线的工作原理

SPII2CUART三种串行总线的原理区别及应用

简单描述:SPI 与I2C这两种通信方式都就是短距离的,芯片与芯片之间或者其她元器件如传感器与芯片之间的通信。

SPI与IIC就是板上通信,IIC有时也会做板间通信,不过距离甚短,不过超过一米,例如一些触摸屏,手机液晶屏那些很薄膜排线很多用IIC,I2C能用于替代标准的并行总线,能连接的各种集成电路与功能模块。

I2C就是多主控总线,所以任何一个设备都能像主控器一样工作,并控制总线。

总线上每一个设备都有一个独一无二的地址,根据设备它们自己的能力,它们可以作为发射器或接收器工作。

多路微控制器能在同一个I2C总线上共存这两种线属于低速传输;而UART就是应用于两个设备之间的通信,如用单片机做好的设备与计算机的通信。

这样的通信可以做长距离的。

UART与,UART就就是我们指的串口,速度比上面三者快,最高达100K左右,用与计算机与设备或者计算机与计算之间通信,但有效范围不会很长,约10米左右,UART优点就是支持面广,程序设计结构很简单,随着USB的发展,UART也逐渐走向下坡;SmBus有点类似于USB设备跟计算机那样的短距离通信。

简单的狭义的说SPI与I2C就是做在电路板上的。

而UART与SMBUS就是在机器外面连接两个机器的。

详细描述:1、UART(TX,RX)就就是两线,一根发送一根接收,可以全双工通信,线数也比较少。

数据就是异步传输的,对双方的时序要求比较严格,通信速度也不就是很快。

在多机通信上面用的最多。

2、SPI(CLK,I/O,O,CS)接口与上面UART相比,多了一条同步时钟线,上面UART的缺点也就就是它的优点了,对通信双方的时序要求不严格不同设备之间可以很容易结合,而且通信速度非常快。

一般用在产品内部元件之间的高速数据通信上面,如大容量存储器等。

3、I2C(SCL,SDA)接口也就是两线接口,它就是两根线之间通过复杂的逻辑关系传输数据的,通信速度不高,程序写起来也比较复杂。

一般单片机系统里主要用来与24C02等小容易存储器连接。

三种串口总线的工作原理

三种串口总线的工作原理串口总线是一种用于电子设备之间进行数据通信的通信接口标准，它通过串行传输数据，将数据一位一位地发送或接收。

串口总线在各种设备中得到广泛应用，例如计算机、嵌入式系统、工业自动化设备等。

在本文中，我们将介绍三种常见的串口总线工作原理，分别是RS-232、RS-485和USB。

RS-232是一种较早的串口总线标准，它使用单端口传输数据，并采用异步通信方式。

在RS-232中，数据通过串行传输，每个数据包由一个起始位、5到8个数据位、一个校验位和一个或多个停止位组成。

起始位和停止位的作用是为了帮助接收端确定数据包的开始和结束位置。

校验位则用于检测数据传输中的错误。

RS-232的工作原理是通过发送和接收端之间的电压变化来表示数据的逻辑状态，其中电压高表示逻辑1，电压低表示逻辑0。

RS-232的传输距离比较短，通常在15米左右，而且由于使用单端口传输，对电磁干扰敏感。

RS-485是一种工业领域常用的串口总线标准，它采用差分传输方式来传输数据，能够在长距离传输数据，并且具有较好的抗干扰性能。

RS-485的工作原理是通过发送端产生两种不同的电信号（正负），而接收端通过比较这两种信号的差值来识别数据。

这种差分传输方式使得RS-485可以在嘈杂的工业环境中稳定地传输数据。

RS-485支持多台设备同时连接到同一总线上，实现多站共享通信，因此在工业自动化领域得到广泛应用。

USB（Universal Serial Bus）是一种通用的串口总线标准，它采用的是主从式架构，可以通过USB主控制器来管理多个外部设备。

USB的工作原理是通过发送端产生差分信号，接收端则通过比较差分信号的变化来接收数据。

USB通过不同的传输模式（如控制传输、批量传输、中断传输和等时传输）来满足不同设备的通信需求。

USB还支持热插拔、即插即用等特性，使得设备之间的连接更加方便。

三种串口总线标准的工作原理各有特点，用户在选择合适的串口总线时应根据应用场景的要求来进行选择。

3种串口的简介

调试常用的3种串口的简介一、简介RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的，RS-232在1962年发布。

RS-422由RS-232发展而来，为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。

RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。

为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。

二、RS-232串行接口标准目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。

RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。

RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。

收、发端的数据信号是相对于信号地。

典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5~+15V，负电平在-5~-15V电平。

当无数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。

接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V。

由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V 左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20Kbps。

RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3kΩ~7kΩ。

所以RS-232适合本地设备之间的通信。

1.RS232 计算机接口定义：DB9 DB251-----DCD载波信号8-----DCD载波信号2-----RXD 接收信号3-----RXD 接收信号3-----TXD 发送信号2-----TXD 发送信号4-----DTR 数据终端准备好20-----DTR 数据终端准备好5-----GND 信号接地7-----GND 信号接地6-----DSR 数据准备好6-----DSR 数据准备好7-----RTS 请求发送4-----RTS 请求发送8-----CTS 清除发送5-----CTS 清除发送9-----RI 振铃指示9-----DELL 振铃指示2.二、RS232 串口接线方法（三线制无硬握手）：DB9----DB9 DN25-----DB25 DB9----DB252-------3 3--------2 2-------23-------2 2--------3 3-------35-------5 7--------7 5-------73.三、RS232 串口接线方法（硬握手）：PC PLC PC PLCDB 9----------------------DB 9 DN25-----------------DB 92 RD-----------------3 SD 3 RD---------------2 SD3 SD-----------------2 RD 2 SD---------------3 RD5 SG-----------------9 SG 7 SG---------------9 SG4 DTR 4 RTS 6 DSR 4 RTS6 DSR 5 CTS 20 DTR 5 CTS7 RTS 4 RTS8 CTS 5 CTSPC PLC PC PLCDB 9----------------------DB 25 DN25-----------------DB252 RD-----------------2 SD3 RD---------------2 SD3 SD-----------------3 RD 2 SD---------------3 RD5 SG-----------------7 SG 7 SG---------------7 SG4 DTR 4 RTS 6 DSR 4 RTS6 DSR 5 CTS 20 DTR 5 CTS7 RTS 20 DTR 4 RTS 20 DTR8 CTS 5 CTS三、RS-422与RS-485串行接口标准（1）平衡传输RS-422、RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。

【整理】常用通信接口一(串口、RS232、RS485、USB、TYPE-C原理与区别)

By bingge 【整理】常用通信接口一（串口/RS232/RS485/USB/TYPE-C 原理与区别）一、什么是串口通信?常见的串口通信一般是指异步串行通信。

与串行通信相对的是并行通信。

数据传输一般都是以字节传输的，一个字节8个位。

拿一个并行通信举例来说，也就是会有8根线，每一根线代表一个位。

一次传输就可以传一个字节，而串口通信，就是传数据只有一根线传输，一次只能传一个位，要传一个字节就需要传8次。

异步串口通信:就只需要一根线就可以发送数据了。

串口通信主要为分232，485，422通信三种方式。

二、RS232接口标准设计电路232通信主要是由RX,T X,G ND 三根线组成。

RX 与TX ，TX 接RX ，GND 接GND 。

这样还是比较好理解吧。

因为发送和接收分别是由不同的线处理的，也就是能同时发送数据和接收数据，这就是所谓的全双工。

By bingge三、RS485EMC 标准设计电路1.RS485概念是为了解决232通信距离的问题。

485主要是以一种差分信号进行传输，只需要两根线，+,-两根线，或者也叫A ，B 两根线。

A ，B 两根线的差分电平信号就是作为数据信号传输。

发送和接收都是靠这两根的来传输，也就是每次只能作发送或者只能作接收，这就是半双工的概念了，这在效率上就比232弱很多了。

RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、可靠性较差；By bingge2.422通信422是为了保留232的全双工，又可以像485这样提高传输距离。

有些标注为485-4。

而485就标注为485-2。

有什么区别呢。

就是为了好记呢。

485-2就是2根线。

485-4就是4根线。

3.RS232与RS485接口的差别由于RS232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。

SPII2CUART三种串行总线协议及其区别

SPII2CUART三种串行总线协议及其区别SPI（Serial Peripheral Interface）是一种常见的串行总线协议，主要用于单片机和外部设备之间的通信。

SPI协议需要同时使用多个信号线，包括时钟信号、主从选择信号、数据输入信号和数据输出信号。

SPI协议是一种全双工的通信方式，数据可以双向传输。

SPI通信协议的特点包括以下几点：1.时钟信号：SPI协议中的设备之间使用了共享的时钟信号，时钟信号用于同步数据传输。

时钟信号由主设备控制，并且时钟频率可以根据需要调整。

SPI协议没有固定的时钟频率限制，可以根据实际需求进行调整。

2.主从选择信号：SPI协议中的从设备需要通过主从选择信号进行选择。

主设备通过拉低从设备的主从选择信号来选择与之通信的从设备。

可同时与多个从设备通信。

3.数据传输：SPI协议是一种由主设备控制的同步通信协议，数据在时钟的边沿上升移位。

主设备在时钟的上升沿将数据发送给从设备，从设备在时钟的下降沿将数据发送给主设备。

SPI协议的优势在于速度快、可靠性高，适合于需要高速传输的应用，如存储器、显示器驱动等。

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种常见的串行总线协议，主要用于集成电路之间的通信。

I2C协议仅需要两根信号线：序列时钟线（SCL）和串行数据线（SDA）。

I2C协议是一种半双工通信方式，数据只能单向传输。

I2C通信协议的特点包括以下几点：1.序列时钟线（SCL）：SCL是在主设备和从设备之间共享的信号线，用于同步数据传输。

主设备通过拉高和拉低SCL来控制数据传输的时钟频率。

2.串行数据线（SDA）：SDA负责数据的传输。

数据在SCL的上升沿或下降沿变化时，主设备或从设备将数据写入或读取出来。

3.地址寻址：I2C协议使用7位或10位的地址寻址，从设备可以根据地址进行选择。

I2C协议的优势在于可以连接多个设备，节省了引脚，适用于多设备之间的通信，如传感器、温度传感器、压力传感器等。

串口通讯方法的三种实现

串口基本信息用一台电脑实验串口自发自收，实验前要将串口（以9针为例）的发送引脚（2脚）和接受引脚（3脚）短接。

三线连接：适用于计算机之间尤其是PC机和单片机之间的数据通信。

其连接信号对为（TxD,RxD）、（RxD,TxD）、（SG，SG）。

即发送数据TxD端和接受数据RxD端交叉连接，信号地SG对应连接。

七线交叉连接：适用于同型号的计算机之间的连接，如PC机间的数据通信。

其连接信号对为：（TxD,RxD）、（RxD,TxD）、（SG，SG）、（RTS,CTS）、（CTS,RTS）、（DSR.DTR）、（DTR，DSR）。

其中，TxD、RxD、SG与前面信号的含义相同，RTS为请求发送，CTS为准许发送，DSR为数据装置准备好，DTR为数据终端准备好。

在本地连接的微机系统中，RTS、CTS、DTR、DSR用作硬件联络控制信号。

目前使用的串口连接线有DB9和DB25两种连接器，用户可以国家使用的具体机器选择相应的连接器。

一个串口通讯类在/network/serialport.shtml。

PC机的RS-232接口的电平标准是-12V标示“1”，和+12V表示“0”，有些单片机的信号电平时TTL 型，即大于2.4v表示“1”，小于0.5v表示“0”，因此采用RS-232总线进行异步通信是，发送端和接受端要有一个电平转换接口。

串口通讯方法的三种实现串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。

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一２３２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（Serial Communication），是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。

串口通信方便易行，应用广泛。

在Windows应用程序的开发中，我们常常需要面临与外围数据源设备通信的问题。

SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别和SPI接口介绍（转）

SPI、I2C、UART三种串⾏总线协议的区别和SPI接⼝介绍（转）SPI、I2C、UART三种串⾏总线协议的区别第⼀个区别当然是名字：SPI(Serial Peripheral Interface：串⾏外设接⼝);I2C(INTER IC BUS)UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通⽤异步收发器)第⼆，区别在电⽓信号线上：SPI总线由三条信号线组成：串⾏时钟(SCLK)、串⾏数据输出(SDO)、串⾏数据输⼊(SDI)。

SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。

提供SPI串⾏时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。

主从设备间可以实现全双⼯通信，当有多个从设备时，还可以增加⼀条从设备选择线。

如果⽤通⽤IO⼝模拟SPI总线，必须要有⼀个输出⼝(SDO)，⼀个输⼊⼝(SDI)，另⼀个⼝则视实现的设备类型⽽定，如果要实现主从设备，则需输⼊输出⼝，若只实现主设备，则需输出⼝即可，若只实现从设备，则只需输⼊⼝即可。

I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串⾏、多主控（multi-master）接⼝标准，具有总线仲裁机制，⾮常适合在器件之间进⾏近距离、⾮经常性的数据通信。

在它的协议体系中，传输数据时都会带上⽬的设备的设备地址，因此可以实现设备组⽹。

如果⽤通⽤IO⼝模拟I2C总线，并实现双向传输，则需⼀个输⼊输出⼝(SDA)，另外还需⼀个输出⼝(SCL)。

（注：I2C资料了解得⽐较少，这⾥的描述可能很不完备）UART总线是异步串⼝，因此⼀般⽐前两种同步串⼝的结构要复杂很多，⼀般由波特率产⽣器(产⽣的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成，硬件上由两根线，⼀根⽤于发送，⼀根⽤于接收。

显然，如果⽤通⽤IO⼝模拟UART总线，则需⼀个输⼊⼝，⼀个输出⼝。

第三，从第⼆点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双⼯，但I2C不⾏；第四，看看⽜⼈们的意见吧！wudanyu：I2C线更少，我觉得⽐UART、SPI更为强⼤，但是技术上也更加⿇烦些，因为I2C需要有双向IO的⽀持，⽽且使⽤上拉电阻，我觉得抗⼲扰能⼒较弱，⼀般⽤于同⼀板卡上芯⽚之间的通信，较少⽤于远距离通信。

三种串口总线的工作原理

三种串口总线的工作原理引言串口总线在计算机通信领域中扮演着重要的角色。

本文将介绍三种常见的串口总线：R S-232、RS-485和U AR T。

我们将深入了解它们的工作原理、特点和应用场景。

1. RS232串口总线R S-232串口总线是最传统、最常见的一种串口总线。

它通常用于短距离通信，例如连接计算机和外设设备。

R S-232串口总线采用差分信号传输，即通过信号电平的正负来表示不同的逻辑状态。

常用的RS-232串口总线标准包括DB-9和D B-25。

R S-232串口总线的工作原理如下：-发送端将数据转换成串行信号，并通过串口发送出去。

-接收端接收串行信号，并将其转换成并行数据。

-通信双方通过协议规定的波特率、数据位、校验位等参数进行通信。

R S-232串口总线的特点：-传输距离较短，通常在15米以内。

-仅支持点对点通信，即一对发送方和接收方。

-传输速率较低，一般不超过115200bps。

-常用于连接计算机和外设设备，如打印机、调制解调器等。

2. RS485串口总线R S-485串口总线是一种多点通信的串口总线，它克服了R S-232串口总线的一些限制。

RS-485串口总线适用于长距离通信和多设备通信的场景，例如工业自动化控制系统。

R S-485串口总线的工作原理如下：-发送端将数据转换成差分信号，并通过串口发送出去。

-接收端接收差分信号，并将其转换成并行数据。

-通信设备通过协议规定的波特率、数据位、校验位等参数进行通信。

R S-485串口总线的特点：-传输距离较长，最高可达1200米。

-支持多点通信，最多可连接32个设备。

-传输速率较高，最高可达10M bp s。

-常用于工业自动化控制系统、楼宇自控系统等领域。

3. UA RT串口总线U A RT是一种通用异步收发传输器，它是R S-232和R S-485串口总线的底层物理接口。

UA R T串口总线可以通过芯片级别进行实现，而RS-232和RS-485是UA R T串口总线的应用层协议。

【整理】常用通信接口一（串口、RS232、RS485、USB、TYPE-C原理与区别）

【整理】常⽤通信接⼝⼀（串⼝、RS232、RS485、USB、TYPE-C原理与区别）By bingge 【整理】常⽤通信接⼝⼀（串⼝/RS232/RS485/USB/TYPE-C 原理与区别）⼀、什么是串⼝通信常见的串⼝通信⼀般是指异步串⾏通信。

与串⾏通信相对的是并⾏通信。

数据传输⼀般都是以字节传输的，⼀个字节8个位。

拿⼀个并⾏通信举例来说，也就是会有8根线，每⼀根线代表⼀个位。

⼀次传输就可以传⼀个字节，⽽串⼝通信，就是传数据只有⼀根线传输，⼀次只能传⼀个位，要传⼀个字节就需要传8次。

异步串⼝通信:就只需要⼀根线就可以发送数据了。

串⼝通信主要为分232，485，422通信三种⽅式。

⼆、RS232接⼝标准设计电路232通信主要是由RX,T X,G ND 三根线组成。

RX 与TX ，TX 接RX ，GND 接GND 。

这样还是⽐较好理解吧。

因为发送和接收分别是由不同的线处理的，也就是能同时发送数据和接收数据，这就是所谓的全双⼯。

By bingge三、RS485EMC 标准设计电路1.RS485概念是为了解决232通信距离的问题。

485主要是以⼀种差分信号进⾏传输，只需要两根线，+,-两根线，或者也叫A ，B 两根线。

A ，B 两根线的差分电平信号就是作为数据信号传输。

发送和接收都是靠这两根的来传输，也就是每次只能作发送或者只能作接收，这就是半双⼯的概念了，这在效率上就⽐232弱很多了。

RS-485只能构成主从式结构系统，通信⽅式也只能以主站轮询的⽅式进⾏，系统的实时性、可靠性较差；By bingge2.422通信422是为了保留232的全双⼯，⼜可以像485这样提⾼传输距离。

有些标注为485-4。

⽽485就标注为485-2。

有什么区别呢。

就是为了好记呢。

485-2就是2根线。

485-4就是4根线。

3.RS232与RS485接⼝的差别由于RS232接⼝标准出现较早，难免有不⾜之处，主要有以下四点：1）接⼝的信号电平值较⾼，易损坏接⼝电路的芯⽚，⼜因为与TTL 电平不兼容故需使⽤电平转换电路⽅能与TTL 电路连接。

RS-485和Modbus通信协议及工作原理

RS-485和Modbus通信协议及工作原理在（工业控制）、电力通讯、（智能）仪表等领域，通常情况下是采用串口（通信）的方式进行数据交换。

最初采用的方式是（RS）232接口，由于（工业）现场比较复杂，各种（电气）设备会在环境中产生比较多的电磁千扰，会导致（信号）传输错误。

1979年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议，现在工业中使用RS485通信场合很多都采用Modbus 协议，所以今天我们来了解下RS485通信和Modbus通信协议。

什么是串口通信串口通信(Serial Communication)，是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，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。

由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息，所用的传输线少，并目可以借助现成的电话网进行信息传送，因此，特别适合于远距离传输。

（RS-485）协议概述RS-485和RS-232一样，都是审行通信标准，现在的标准名称是（TI）A485/EIA-485-A，但是人们会习惯称为RS485标准，RS-485常用在工业、自动化、汽车和建筑物管理等领域。

RS-485总线弥补了RS-232通信距离短，速率低的缺点，RS-485的速率可高达10Mbit/s，理论通讯距离可达1200米；RS-485和RS-232的单端传输不一样是差分传输，使用一对双绞线，其中一根线定义为A，另一个定义为B。

通常情况下，RS485的信号在传送出去之前会先分解成正负对称的两条线路(即我们常说的A、B信号线)，当到达接收端后，再将信号相减还原成原来的信号。

拓扑结构RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点RS-485总线同12C总线一样支持主从模式，支持点对点单从机模式，也支持多从机模式，不支持多主机模式。

串口通讯方法的三种实现

串口基本信息用一台电脑实验串口自发自收，实验前要将串口（以9针为例）的发送引脚（2脚）和接受引脚（3脚）短接。

三线连接：适用于计算机之间尤其是PC机和单片机之间的数据通信。

其连接信号对为（TxD,RxD）、（RxD,TxD）、（SG，SG）。

即发送数据TxD端和接受数据RxD端交叉连接，信号地SG对应连接。

七线交叉连接：适用于同型号的计算机之间的连接，如PC机间的数据通信。

其连接信号对为：（TxD,RxD）、（RxD,TxD）、（SG，SG）、（RTS,CTS）、（CTS,RTS）、（DSR.DTR）、（DTR，DSR）。

其中，TxD、RxD、SG与前面信号的含义相同，RTS为请求发送，CTS为准许发送，DSR为数据装置准备好，DTR为数据终端准备好。

在本地连接的微机系统中，RTS、CTS、DTR、DSR用作硬件联络控制信号。

目前使用的串口连接线有DB9和DB25两种连接器，用户可以国家使用的具体机器选择相应的连接器。

一个串口通讯类在/network/serialport.shtml。

PC机的RS-232接口的电平标准是-12V标示“1”，和+12V表示“0”，有些单片机的信号电平时TTL 型，即大于2.4v表示“1”，小于0.5v表示“0”，因此采用RS-232总线进行异步通信是，发送端和接受端要有一个电平转换接口。

串口通讯方法的三种实现串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。

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一２３２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（Serial Communication），是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。

串口通信方便易行，应用广泛。

在Windows应用程序的开发中，我们常常需要面临与外围数据源设备通信的问题。

usart串口工作原理

usart串口工作原理USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种常见的串口通信协议，广泛应用于各种嵌入式系统和通信设备中。

它是一种全双工通信方式，能够同时进行数据的发送和接收。

本文将介绍USART串口的工作原理及其在通信中的应用。

我们来了解一下USART串口的基本组成。

USART串口主要由三个部分组成：发送器（Transmitter）、接收器（Receiver）和波特率发生器（Baud Rate Generator）。

发送器负责将要发送的数据转换为串行数据流，而接收器则负责将接收到的串行数据流转换为并行数据。

波特率发生器则用于控制发送和接收数据的速率。

USART串口可以通过两种方式进行数据传输：同步方式和异步方式。

在同步传输中，发送和接收设备之间需要通过一个时钟信号进行同步，以保证数据的准确传输。

而在异步传输中，发送和接收设备之间是通过起始位、数据位、校验位和停止位进行同步的。

在USART串口的工作过程中，发送数据的操作是由发送器完成的。

发送器首先将发送数据存储在发送缓冲区中，并通过波特率发生器来控制发送数据的速率。

发送器将数据转换为串行数据流后，通过串行线路将数据发送给接收设备。

接收数据的操作是由接收器完成的。

接收器首先通过串行线路接收到串行数据流，并将数据存储在接收缓冲区中。

接收器通过波特率发生器来控制接收数据的速率，并通过起始位、数据位、校验位和停止位来解析接收到的数据。

接收器将解析后的数据存储在接收缓冲区中，供外部设备读取。

在USART串口通信中，波特率是一个非常重要的参数。

波特率指的是每秒钟传输的比特数，也可以理解为数据传输的速率。

波特率的选择要根据具体的应用需求和通信环境来确定。

通常情况下，波特率越高，数据传输速度越快，但同时也会增加传输错误的可能性。

USART串口通信可以实现点对点通信，也可以实现多点通信。

不同类型串口的工作原理

不同类型串口的工作原理
不同类型的串口有不同的工作原理，常见的几种串口类型有RS-232、RS-485和USB串口。

1. RS-232串口：
RS-232串口是一种常见的串行通信接口，它采用电压来表示数据位（一般为8位），以及控制信号（如停止位、奇偶校验位等）。

RS-232串口使用负逻辑电平，正电平表示逻辑0，负电平表示逻辑1。

当数据传输时，发送方将数据按照约定的帧格式发送到接收方，接收方则按照相同的格式解析数据。

RS-232串口常用于计算机与外部设备（如调制解调器、打印机等）之间的连接。

2. RS-485串口：
RS-485串口是一种多点通信接口，可以实现多个设备之间的数据传输。

与RS-232串口不同，RS-485串口使用正负逻辑电平表示逻辑0和逻辑1，可以支持更远的传输距离（最多1200米）。

RS-485串口可以通过半双工或全双工通信模式来传输数据，可以同时进行发送和接收操作。

RS-485串口通常用于工业自动化、楼宇自动化等领域。

3. USB串口：
USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）串口是一种常见的现代串口接口，它通过USB总线与计算机连接。

USB串口将数据传输和供电功能集成在一起，可以直接连接到计算机的USB接口，无需额外的电源线。

USB串口通常使用USB协议进行数据传输，支持高速数据传输和热插拔功能。

USB串口
广泛应用于各种外部设备，如打印机、鼠标、键盘、数码相机等。

不同类型的串口具有不同的特点和适用范围，可以根据具体需求选择合适的串口类型。

I2C,SPI,USB,UART常见接口的原理简析

常见接口电路介绍一、I2C总线简介1. 什么是I2C？NXP 半导体（原Philips 半导体）于20 多年前发明了一种简单的双向二线制串行通信总线，这个总线被称为Inter-IC 或者I2C 总线。

目前I2C 总线已经成为业界嵌入式应用的标准解决方案，被广泛地应用在各式各样基于微控器的专业、消费与电信产品中，作为控制、诊断与电源管理总线。

多个符合I2C 总线标准的器件都可以通过同一条I2C 总线进行通信，而不需要额外的地址译码器。

由于I2C 是一种两线式串行总线，因此简单的操作特性成为它快速崛起成为业界标准的关键因素2. I2C总线的基本概念1）发送器（Transmitter）：发送数据到总线的器件2）接收器（Receiver）：从总线接收数据的器件3）主机（Master）：初始化发送、产生时钟信号和终止发送的器件4）从机（Slave）：被主机寻址的器件其线路结构图如下：如上图示，I2C 总线具有如下特点：1）I2C 总线是双向传输的总线，因此主机和从机都可能成为发送器和接收器。

不论主机是发送器还是接收器，时钟信号SCL 都要由主机来产生2）只需要由两根信号线组成，一根是串行数据线SDA，另一根是串行时钟线SCL3）SDA 和SCL 信号线都必须要加上拉电阻Rp（Pull-Up Resistor）。

上拉电阻一般取值3～10KΩ4）SDA 和SCL 管脚都是漏极开路（或集电极开路）输出结构3. I2C总线的信号传输1）3种速率可选择标准模式100kbps、快速模式400kbps、最高速率3.4Mbps2）具有特定的传输起始、停止条件a）起始条件：当SCL 处于高电平期间时，SDA 从高电平向低电平跳变时产生起始条件。

起始条件常常简记为Sb）停止条件：当SCL 处于高电平期间时，SDA 从低电平向高电平跳变时产生停止条件。

停止条件简记为P3）数据传输从确定从机地址开始a）多个从机可连接到同一条I2C 总线上，它们之间通过各自唯一的器件地址来区分b）一般从机地址由7 位地址位和一位读写标志R/W 组成，7 位地址占据高7 位，读写位在最后。

几种常用的总线标准

什么是CAN总线？
CAN意为Controller Area Network的缩写，意为控制区域网络。是国际上流行的现场总线中的一种。是一种特别适合于组建互连的设备网络系统或子系统。
2． CAN总线特点？
l CAN是到目前为止为数不多的有国际标准的现场总线
l CAN通讯距离最大是10公里（设速率为5Kbps）,或最大通信速率为1Mbps(设通信距离为40米)。
A、较低的成本与极高的总线利用率；
B、数据传输距离可长达10Km，传输速率可高达1Mbit/s；
C、可靠的错误处理和检错机制，发送的信息遭到破坏后可自动重发；
D、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；
E、报文不包含源地址或目标地址仅用标志符来指示功能信息和优先级信息；
由于人为、自然、其它外界环境的影响和人们对公交系统的安全可靠性、真实、实时性的追求，使得我们对通信方式，通信设备有了更高的要求，基于CAN总线的网络则成为我们最佳的选择
CAN采用报文识别符识别网络上的节点，从而把节点分成不同的优先级，高优先级的节点享有传送报文的优先权。
报文是短帧结构，短的传送时间使其受干扰概率低，CAN有很好的效验机制，这些都保证了CAN通信的可靠性。
3． CAN总线应用领域
CAN总线最初是德国BOSCH为汽车行业的监测，控制而设计的。现已应用到铁路、交通、国防、工程、工业机械、纺织、农用机械、数控、医疗器械机器人、楼宇、安防等方面。
UART使用发送数据线TXD和接收数据线RXD来传送数据，接收和发送可以单独进行也可以同时进行。它传送数据的格式有严格的规定，每个数据以相同的位串形式传送，每个串行数据由起始位，数据位，奇偶校验位和停止位组成。从起始位到停止位结束的时间称为一帧（frame），即一个字符的完整通信格式。

3种串口的简介

调试常用的3种串口的简介一、简介RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的，RS-232在1962年发布。

RS-422由RS-232发展而来，为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。

RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。

为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。

二、RS-232串行接口标准目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。

RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。

RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。

收、发端的数据信号是相对于信号地。

典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5~+15V，负电平在-5~-15V电平。

当无数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。

接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V。

由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V 左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20Kbps。

RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3kΩ~7kΩ。

所以RS-232适合本地设备之间的通信。

1.RS232 计算机接口定义：DB9 DB251-----DCD载波信号8-----DCD载波信号2-----RXD 接收信号3-----RXD 接收信号3-----TXD 发送信号2-----TXD 发送信号4-----DTR 数据终端准备好20-----DTR 数据终端准备好5-----GND 信号接地7-----GND 信号接地6-----DSR 数据准备好6-----DSR 数据准备好7-----RTS 请求发送4-----RTS 请求发送8-----CTS 清除发送5-----CTS 清除发送9-----RI 振铃指示9-----DELL 振铃指示2.二、RS232 串口接线方法（三线制无硬握手）：DB9----DB9 DN25-----DB25 DB9----DB252-------3 3--------2 2-------23-------2 2--------3 3-------35-------5 7--------7 5-------73.三、RS232 串口接线方法（硬握手）：PC PLC PC PLCDB 9----------------------DB 9 DN25-----------------DB 92 RD-----------------3 SD 3 RD---------------2 SD3 SD-----------------2 RD 2 SD---------------3 RD5 SG-----------------9 SG 7 SG---------------9 SG4 DTR 4 RTS 6 DSR 4 RTS6 DSR 5 CTS 20 DTR 5 CTS7 RTS 4 RTS8 CTS 5 CTSPC PLC PC PLCDB 9----------------------DB 25 DN25-----------------DB252 RD-----------------2 SD3 RD---------------2 SD3 SD-----------------3 RD 2 SD---------------3 RD5 SG-----------------7 SG 7 SG---------------7 SG4 DTR 4 RTS 6 DSR 4 RTS6 DSR 5 CTS 20 DTR 5 CTS7 RTS 20 DTR 4 RTS 20 DTR8 CTS 5 CTS三、RS-422与RS-485串行接口标准（1）平衡传输RS-422、RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。

rs232总线工作原理

RS232总线工作原理
RS-232是一种串行通信协议，用于在计算机和外部设备之间传输数据。

其工作原理如下：
1.信号的传输：RS-232使用一对差分信号线来传输数据，其中一
个线路传输正逻辑数据，另一个线路传输负逻辑数据。

通过对电压的变
化进行编码和解码，实现数据的传输和接收。

2.数据的传输顺序：在数据的传输过程中，发送方将要传输的数
据通过串行转并行的方式发送给一个移位寄存器。

移位寄存器将数据转
换为一系列的电压信号，通过发送线路传输到接收方。

接收方通过一个
接收寄存器接收和解码电压信号，将其转换为原始的数据。

3.数据的传输方式：RS-232采用DB-9或DB-25插座连接器，其中
包含了多个引脚。

其中，引脚2和3用于传输数据，引脚5用作数据信
号地线。

引脚7和8用于控制通信设备的请求发送信号和准备发送信
号。

4.电压的表示：RS-232协议定义了电压的电平范围来表示数据位
和控制信号。

电平高代表二进制的1，电平低代表二进制的0。

协议还规定了数据位的传输顺序，启动位用于标识数据的开始，停止位用于标识
数据的结束。

总之，RS-232是一种常用的串行通信协议，通过差分信号线传输数据，使用编码和解码机制来实现数据的传输和接收。

常用的硬件接口及通信协议范文详解

常用的硬件接口及通信协议范文详解主要介绍串口,SPI,I2C总线协议及其工作方式一：串口串口是串行接口的简称，分为同步传输（USRT）和异步传输（UART）。

在同步通信中，发送端和接收端使用同一个时钟。

在异步通信中，接受时钟和发送时钟是不同步的，即发送端和接收端都有自己独立的时钟和相同的速度约定。

1：RS232接口定义2：异步串口的通信协议作为UART的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。

图一给出了其工作模式：图一其中各位的意义如下：起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。

主要介绍串口,SPI,I2C总线协议及其工作方式数据位：紧接着起始位之后。

数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。

通常采用ASCII码。

从最低位开始传送，靠时钟定位。

停止位：它是一个字符数据的结束标志。

可以是1位、1.5位、2位的高电平。

3：在嵌入式处理器中，通常都集成了串口，只需对相关寄存器进行设置，就可以使用啦。

尽管不同的体系结构的处理器中，相关的寄存器可能不大一样，但是基于FIFO的uart框图还是差不多。

主要介绍串口,SPI,I2C总线协议及其工作方式发送过程：把数据发送到fifo中，fifo把数据发送到移位寄存器，然后在时钟脉冲的作用下，往串口线上发送一位bit数据。

接受过程：接受移位寄存器接收到数据后，将数据放到fifo中，接受fifo事先设置好触发门限，当fifo中数据超过这个门限时，就触发一个中断，然后调用驱动中的中断服务函数，把数据写到flip_buf中。

二：SPISPI，是英语SerialPeripheralInterface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。

SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。