第六章异步串行通信(SCI)清华洪伟解析
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(Transmit Data ) (Receive Data) (Ground) (Require to Send) (Clear to Send) (Data Terminal Ready) (Data Carry Detected) (Data Set Ready)
发送方和接收方使用独立的时钟来处理通信信号 来自百度文库通信双方约定通信速率 通信中需要约定起始/停止位或定义特殊的帧结构 传输速率较低
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第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
点对点
通信线路上只有两个通信方 不需要寻址
总线
通信线路上有多个通信方 需要建立寻址机制
I2C CAN LIN
3
2 2 1
同步
同步 异步 异步
Yes
Yes Yes No
1M-10M
~1M 20K-1M <20K
<10
<10 128 16
板内
板内 百米～公 里 几十米
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
串行通信示意图
Page 10
第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
Page 2
第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
串行通信
数据按位传输 通信方只需要很少的连接 – resource/pin efficient 速度较慢，传输信息少 传输距离较远
并行通信
数据按字节/字传输 通信方需要多个连接信号-- difficult for PCB routing 传输速度快 传输距离较短
多种通信应答（握手）方式： 硬件握手，自应答，XON/XOFF模式
波特率： 300bps ～ 20Kbps， 物理层有多种实现方式（铜缆，光缆，红外， 微波） 起始位/停止位/数据位/奇偶校验/全双工半双工模式 广泛应用： Modem，20mA电流环，RS485 个人计算机都有标准的RS232接口，驱动程序，超级终端 Page 11
第六章 异步串行通信（SCI）
6.1 通信基础知识 6.2 异步串行通信协议RS-232标准 6.3 SCI功能简介 6.4 SCI寄存器 6.5 SCI应用程序示例
Page 1
第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
通信方式的几个要素 串行、并行（Serial/parallel） 同步、异步（Synchronous/asynchronous） 点对点、总线（Point-to-point/bus） 半双工、全双工（Half-duplex/full-duplex） 主从式、对等式（Master-slave/equal partners） 单端信号、差分信号（Single-ended /differential）
你接触过哪些串行/并行通信？
Page 3
第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
同步通信
接收方可以得到发送方的通信时钟信号 传输速率高
异步通信（SCI：serial communication interface） （UART：universal asynchronous receiver/transmitter)
3 2 5 7 8 6 9 4
DTE
TxD RxD GND RTS CTS DSR DCD DTR out in out in in in out
DCE
TxD Transmit Data RxD Receive Data GND RTS Require To Send CTS Clear To Send DSR Data Set Ready DCD Data Care Detected DTR Data Terminal Ready
差分信号
每个信号使用两根线传输，信号的值由两个线上的电 平的差值表示 通信方不需要共同的参考地 对干扰抑止能力强 传输速率高
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微控制器常见的通信类型
总线类型 UART 线数 2 通信类型 异步 多主 波特率（bps) No 3K-1M 器件数 目 2 总线长度 *
SPI
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第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
主从式
只有主端可以发起数据传输 从端等待主端的允许才能传输数据
对等式
任何节点可以发起数据传输 需要建立冲突检测和仲裁机制
Page 7
第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
单端信号
信号幅度以地电平作为参考 通信双方必须建立共同的参考地电平 干扰造成的信号幅度变化可能导致错误解释
Page 5
第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
半双工
一条数据线，分时进行发送和接收 一方发送时，其他通信方只能处于接收状态 需要额外的逻辑来控制发送和接收状态的切换 有发生冲突的危险
全双工
两条数据线，通信端可以同时进行发送和接收 需要两个独立的通信通道 使用简单，数据传输率高 对讲机？电话机？
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
简化的9芯D型接头信号定义（自应答方式）
DTE / DCE 2 TxD out 3 RxD in 7 GND 4 RTS out 5 CTS in 6 DSR in 8 DCD in 20 DTR out TxD RxD GND RTS CTS DSR DCD DTR
第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
简化的9芯D型 DCE（母） DTE：数据终端设备，指PC或终端 DCE：数据通信设备，指调制解调器等外设
DTE（公）
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
简化的9芯D型接头信号定义（硬件流量控制）
EIA RS-232-C（CCITT V.24） 美国电子工业协会正式公布的异步串行通信标准，也是目前最常用的异步串 行通信标准，用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信 RS-232-C电平采用负逻辑，即，逻辑1：-3～-15V,逻辑0：+3～+15V （需要电 平转换） RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座；PC上使用简化的9芯 D型插座
发送方和接收方使用独立的时钟来处理通信信号 来自百度文库通信双方约定通信速率 通信中需要约定起始/停止位或定义特殊的帧结构 传输速率较低
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点对点
通信线路上只有两个通信方 不需要寻址
总线
通信线路上有多个通信方 需要建立寻址机制
I2C CAN LIN
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同步
同步 异步 异步
Yes
Yes Yes No
1M-10M
~1M 20K-1M <20K
<10
<10 128 16
板内
板内 百米～公 里 几十米
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
串行通信示意图
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
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第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
串行通信
数据按位传输 通信方只需要很少的连接 – resource/pin efficient 速度较慢，传输信息少 传输距离较远
并行通信
数据按字节/字传输 通信方需要多个连接信号-- difficult for PCB routing 传输速度快 传输距离较短
多种通信应答（握手）方式： 硬件握手，自应答，XON/XOFF模式
波特率： 300bps ～ 20Kbps， 物理层有多种实现方式（铜缆，光缆，红外， 微波） 起始位/停止位/数据位/奇偶校验/全双工半双工模式 广泛应用： Modem，20mA电流环，RS485 个人计算机都有标准的RS232接口，驱动程序，超级终端 Page 11
第六章 异步串行通信（SCI）
6.1 通信基础知识 6.2 异步串行通信协议RS-232标准 6.3 SCI功能简介 6.4 SCI寄存器 6.5 SCI应用程序示例
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第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
通信方式的几个要素 串行、并行（Serial/parallel） 同步、异步（Synchronous/asynchronous） 点对点、总线（Point-to-point/bus） 半双工、全双工（Half-duplex/full-duplex） 主从式、对等式（Master-slave/equal partners） 单端信号、差分信号（Single-ended /differential）
你接触过哪些串行/并行通信？
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第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
同步通信
接收方可以得到发送方的通信时钟信号 传输速率高
异步通信（SCI：serial communication interface） （UART：universal asynchronous receiver/transmitter)
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DTE
TxD RxD GND RTS CTS DSR DCD DTR out in out in in in out
DCE
TxD Transmit Data RxD Receive Data GND RTS Require To Send CTS Clear To Send DSR Data Set Ready DCD Data Care Detected DTR Data Terminal Ready
差分信号
每个信号使用两根线传输，信号的值由两个线上的电 平的差值表示 通信方不需要共同的参考地 对干扰抑止能力强 传输速率高
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微控制器常见的通信类型
总线类型 UART 线数 2 通信类型 异步 多主 波特率（bps) No 3K-1M 器件数 目 2 总线长度 *
SPI
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第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
主从式
只有主端可以发起数据传输 从端等待主端的允许才能传输数据
对等式
任何节点可以发起数据传输 需要建立冲突检测和仲裁机制
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第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
单端信号
信号幅度以地电平作为参考 通信双方必须建立共同的参考地电平 干扰造成的信号幅度变化可能导致错误解释
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第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
半双工
一条数据线，分时进行发送和接收 一方发送时，其他通信方只能处于接收状态 需要额外的逻辑来控制发送和接收状态的切换 有发生冲突的危险
全双工
两条数据线，通信端可以同时进行发送和接收 需要两个独立的通信通道 使用简单，数据传输率高 对讲机？电话机？
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
简化的9芯D型接头信号定义（自应答方式）
DTE / DCE 2 TxD out 3 RxD in 7 GND 4 RTS out 5 CTS in 6 DSR in 8 DCD in 20 DTR out TxD RxD GND RTS CTS DSR DCD DTR
第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
简化的9芯D型 DCE（母） DTE：数据终端设备，指PC或终端 DCE：数据通信设备，指调制解调器等外设
DTE（公）
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
简化的9芯D型接头信号定义（硬件流量控制）
EIA RS-232-C（CCITT V.24） 美国电子工业协会正式公布的异步串行通信标准，也是目前最常用的异步串 行通信标准，用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信 RS-232-C电平采用负逻辑，即，逻辑1：-3～-15V,逻辑0：+3～+15V （需要电 平转换） RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座；PC上使用简化的9芯 D型插座