串行通信技术基础知识

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串行通信基础知识 & MOXA产品知识 - 副本

串行通信基础知识 & MOXA产品知识 - 副本
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Confidential
串行通信 VS 并行通信
串行通信 通信距离 搞干扰能力 传输速度 成本 远 高 慢 低 并行通信 近 低 快 高
Confidential
串行通讯数据格式
Confidential
RS-232 连接类型 II
RS-232 信号
DTE 信号 接线 DCE 信号
TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND
RxD TxD CTS RTS DSR DTR DCD GND
典型应用: PC + 直连电缆 + Modem DCE 设备上的DCD信号一般用作输出信号
Confidential
RS-232-C 发展
用于串行通讯的标准。
DB25
• 规定采用一个25 个脚的DB-25 连接器 • 对连接器的每个引脚的信号加以规定 • 对各种信号的电平加以规定。
IBM 将RS232 简化成了DB-9 连接器
工业控制的RS-232 一般只使用
RXD、TXD、GND 三条线。
120Ω
Data+(B)
……
PLC #1 PLC #2 PLC #3 PLC #31
最大1.2公里,32节点
Confidential
RS-485 拓扑结构 II
2 线半双工
特点
1. 距离可达 1.2公里 2. 抗干扰能力强 3. 低接线成本 4. 同一总线可连接 32个节点,使用中继器最多可达256个节点
Confidential

串行通信基础知识

串行通信基础知识

串行通信基础知识本节简要概括了串行通信中的相关概念,为学习PC 机与MCU 的串行通信做准备。

1. 基本概念我们知道,“位”(bit )是二进制数字的简称,是可以拥有两种状态的最小二进制值,分别用“0”和“1”表示。

在计算机中,通常一个信息单位用8位二进制表示,称为一个“字节”(byte )。

串行通信的特点是:数据以字节为单位,按位的顺序从一条传输线上发送出去。

这里至少涉及到以下几个问题:第一,每个字节之间是如何区分的?第二,发送一位的持续时间是多少?第三,怎样知道传输是正确的?第四,可以传输多远?等等。

这些问题属于串行通信的基本概念。

串行通信分为异步通信与同步通信两种方式,本节主要给出异步串行通信的一些常用概念。

正确理解这些概念,对串行通信编程是有益的。

① 异步串行通信的格式在MCU 的英文芯片手册上,通常说SCI 采用的是NRZ 数据格式,英文全称是:“standard non-return-zero mark/space data format ”,可以译为:“标准不归零传号/空号数据格式”。

这是一个通信术语,“不归零”的最初含义是:用负电平表示一种二进制值,正电平表示另一种二进制值,不使用零电平。

“mark/space ”即“传号/空号”分别是表示两种状态的物理名称,逻辑名称记为“1/0”。

对学习嵌入式应用的读者而言,只要理解这种格式只有“1”、“0”两种逻辑值就可以了。

图3.3.1给出了8位数据、无校验情况的传送格式。

这种格式的空闲状态为“1”,发送器通过发送一个“0”表示一个字节传输的开始,随后是数据位(在MCU 中一般是8位或9位,可以包含校验位)。

最后,发送器发送1到2位的停止位,表示一个字节传送结束。

若继续发送下一字节,则重新发送开始位,开始一个新的字节传送。

若不发送新的字节,则维持“1”的状态,使发送数据线处于空闲。

从开始位到停止位结束的时间间隔称为一帧(frame )。

所以,也称这种格式为帧格式。

CAN总线基础知识总结(建议收藏)

CAN总线基础知识总结(建议收藏)

CAN总线基础知识总结一、CAN总线简介1、CAN总线(Controller Area Network,控制器局域网)是由德国BOSCH(博世)公司在1986年为汽车而设计的,它是一种串行通信总线,只需两根线CAN_H和CAN_L。

2、隐性(逻辑1)与显性(逻辑0)的概念:CAN总线在数据传输过程中,实际上传输的是CAN_H和CAN_L之间的电位差。

CAN_H只能是高电平(3.5V)或悬浮状态(2.5V),CAN_L只能是低电平(1.5V)或悬浮状态(2.5)V,当CAN_H和CAN_L都为2.5V 时,是隐性,表示逻辑1,当 CAN_H为3.5V、CAN_L都为2.5V时,是显性,表示逻辑0。

表示隐性和显性逻辑的能力是CAN总线仲裁方法的基本先决条件,即所有节点都为隐性时,总线才处于隐性状态;只要有一个节点发送了显性,总线就呈现为显性状态。

3、120Ω电阻:必须在总线的每一节点的CAN_H和CAN_L之间接一个120Ω左右的电阻,以避免出现信号反射。

4、CAN技术规范CAN2.0A和CAN2.0B:CAN2.0A只有标准帧(标识符(ID)有11位);CAN2.0B除了标准帧,还有扩展帧(标识符(ID)有29位)。

5、CAN的国际标准ISO11898和ISO11519:CAN 协议经ISO 标准化后有ISO11898和ISO11519两种标准,它们对于数据链路层的定义相同,但物理层不同。

ISO11898 是波特率为125kbps-1Mbps 的CAN高速通信标准。

ISO11519 是波特率为125kbps 以下的CAN低速通信标准。

高速通信标准和低速通信标准的硬件规格也不一样,所以需要选用不同的收发器。

在收发器的规格书上都会注明高速通信用还是低速通信用,或者是符合ISO11898标准还是ISO11519标准。

6、CAN总线协议只定义了物理层和数据链路层,要将CAN总线应用于工程项目中必须制定上层的应用协议。

串行通信

串行通信

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9.2 MCS-51串行口及控制寄存器
一、串行接口控制: 1.数据缓冲器SBUF: 发送SBUF和接收SBUF共用一个地址99H。 1)发送SBUF存放待发送的8位数据,写入SBUF将同 时启动发送。发送指令: MOV SBUF,A 2)接收SBUF存放已接收成功的8位数据,供CPU读取。 读取串行口接收数据指令: MOV A,SBUF
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9.3 MCS-51串行通信工作方式及应用
4.发送:写入SBUF,同时启动发送,一帧发送结束, TI=1。 接收:REN=1,允许接收。
接收完一帧,若RI=0且停止位为1 (或 SM2=0),将接 收数据装入SBUF,停止位装入RB8,并使
RI=1;
否则丢弃接收数据,不置位RI。
26
9.3 MCS-51串行通信工作方式及应用
波 特 率
1/12 fosc (固定不变) 2SMOD/32 T1 溢出率 2SMOD/64 fosc 2SMOD/32 T1 溢出率
传 送 位 数
8(数据) 10(起始位、8位数据位、 停止位) 11(第9位为1:地址; 为0:数据) 11位 (同方式2)
发送 端
RXD TXD TXD TXD
接收 端
地线
发送接 收器
接收发数据线 发送接 收器 送器
地线
10
9.1 串行数据通信的基础知识
五、异步串行通信的信号形式:
1、远距离直接传输数字信号,信号会发生畸变, 因此要把数字信号转变为模拟信号再进行传送。 可利用光缆、专用通信电缆或电话线。 方法:通常使用频率调制法(频带传送方式)。
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9.1 串行数据通信的基础知识
TXD 写入 发 SBUF 送 (a) 时 序 RXD输出

CAN基础知识简介-

CAN基础知识简介-

点可不受影响继续传输数据,有效避免了总线冲突;
采用短帧结构,每一帧的有效字节数为8个,数据传输时间短,受干扰的概率低,重新发送的时间短;每帧数据都有
CRC校验及其他检错措施,保证了数据传输的高可靠性,适于在高干扰环境下使用;节点在错误严重的情况下,具有自动 关闭总线的功能,切断它与总线的联系,以使总线上其他操作不受影响;可以点对点,一对多及广播集中方式传送和接 受数据。具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点;采用双线串行通信方式,检错能力强,可 在高噪声干扰环境中工作;具有优先权和仲裁功能,多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN-Bus上,形成多主机局部网络; 可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文;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;节点在错 误严重的情况下具有自动退出总线的功能;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、优先级信息。
CAN基础知识简介
CAN是什么?
CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN),是ISO 国际标准化的串行通信协议
CAN的来源? 在当前的汽车产业中,出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求,各种各样的电子控 制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同,由多条总 线构成的情况很多,线束的数量也随之增加 为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN,进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电 气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议 此后,CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化,现在在北美和西欧已经成为汽车计算机控制 系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线 CAN目前的地位 CAN的高性能和可靠性已被认同,并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面

can通信基础知识讲解

can通信基础知识讲解

can通信基础知识讲解Can通信是一种常见的通信协议,广泛应用于汽车领域。

本文将从Can通信的基础知识入手,介绍Can通信的原理、特点以及应用。

一、Can通信的原理Can通信是Controller Area Network的缩写,即控制器局域网。

它是一种串行通信协议,主要用于在汽车电子系统中传输数据。

Can通信采用差分信号传输,通过两根线(Can_High和Can_Low)来实现数据的收发。

Can_High和Can_Low的电平差异表示二进制数据的0和1。

Can通信采用非归零编码,即数据在传输过程中不会回到零电平,从而减少了传输中的干扰。

二、Can通信的特点1. 高可靠性:Can通信采用冗余校验机制,即每个数据帧都包含有校验和。

接收端在接收到数据帧后会对校验和进行验证,从而保证数据的可靠性。

2. 高效性:Can通信采用了事件触发的方式,只有在需要发送数据时才进行通信,减少了通信的时间开销。

3. 可扩展性:Can通信支持多个节点之间的通信,节点数量可以灵活扩展。

4. 抗干扰性强:Can通信采用差分信号传输,能够有效抵抗电磁干扰和噪声干扰。

5. 实时性好:Can通信的传输速率较快,能够满足实时性的要求。

三、Can通信的应用Can通信广泛应用于汽车领域,主要用于实现汽车内部各个电子控制单元(ECU)之间的通信。

以下是Can通信在汽车领域的一些典型应用:1. 发动机控制单元(ECU)之间的通信:Can通信用于发动机控制单元与其他ECU之间的数据交换,如发动机转速、油耗等数据的传输。

2. 制动系统的控制:Can通信用于制动系统的各个部件之间的通信,如制动踏板、制动盘、制动液位等数据的传输。

3. 车身电子系统的控制:Can通信用于车身电子系统中各个部件之间的通信,如车门、车窗、天窗等设备的控制。

4. 安全系统的控制:Can通信用于安全系统中的各个部件之间的通信,如安全气囊、防抱死制动系统等设备的控制。

四、Can通信的发展趋势Can通信作为一种可靠、高效的通信协议,已经在汽车领域得到广泛应用。

串行通信基础知识

串行通信基础知识

第9章
串行接口及串行通信技术
A 发送器 端
B 接收器 端
图9-5 单工方式
第9章
串行接口及串行通信技术
2.半双工( Half duplex)制式 半双工方式中,通信线路两端的设备都有一个发送 器和一个接收器,如图9-6所示。数据可双方向传送但 不能同时传送,即A端送B端收或B端送A端收,A、B 两端的发送/接收只能通过半双工通信协议切换交替工
送奇偶校验位,它只占帧格式的一位,用于传送数据 的有限差错检测或表示数据的一种性质,是发送和接
收双方预先约定好的一种检验(检错)方式。
第9章
串行接口及串行通信技术
(4) 停止位:字符帧格式的最后部分为停止位,逻辑
“ 1” 电平有效,位数可以是 1 位、 1/2位或 2位。表示一 个字符帧信息的结束,也为发送下一个字符帧信息做
两端协调同步工作,当接收端检测到停止位“1”时,
表示一帧数据已发送和接收完毕。图9-4表示同步通信 的字符
数据 字符1
数据 字符2

数据字 符n-1
数据 字符n
校验 字符
校验 字符
图9-4 同步通信数据传送格式
第9章
串行接口及串行通信技术
3.波特率 在串行通信中,发送设备和接收设备之间除了采
第9章
串行接口及串行通信技术
9.1 串行通信基础知识
9.1.1 并行通信和串行通信 1.并行通信 并行通信是指构成信息的二进制字符的各位数据 同时传送的通信方法,如图9-1所示。 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9-2所示。
第9章
串行接口及串行通信技术
有三条,一条用于发送,一条用于接收,一条用于公

can线基础知识讲解

can线基础知识讲解

CAN线基础知识讲解1. 什么是CAN线?CAN(Controller Area Network)是一种串行通信协议,最初由德国公司Bosch 开发。

CAN总线主要用于车辆内部的通信系统,但现在也被广泛用于工业控制和汽车领域以及航空航天领域。

CAN线是CAN总线的物理连接线路,负责将CAN控制器、传感器、执行器等设备连接起来进行数据通信。

2. CAN线的特点•高可靠性:CAN线采用差分信号传输,抗干扰能力强,即使在噪音干扰较大的环境下,数据传输也可靠。

•实时性强:CAN线采用事件驱动的通信方式,具有较低的延迟,适用于要求实时性的应用场景。

•多路复用:CAN总线支持多个设备在同一根线上进行通信,节约了线路资源。

•灵活性:CAN总线可以动态连接和断开设备,方便系统调试和维护。

3. CAN线的工作原理CAN线采用双绞线作为传输介质,数据传输采用差分信号方式,即在CAN_H和CAN_L两根信号线上传输互补的电压信号。

CAN_H线上的电压高表示逻辑1,CAN_L线上的电压高表示逻辑0,通过CAN控制器的差分比较可以识别信号。

CAN线的通信帧由起始标志、控制字段、数据字段、CRC字段和结束字段组成,通信速率可根据需求配置。

CAN线具有发送器和接收器,通过在总线上抢占通信的方式实现多路复用。

4. CAN线的应用领域CAN线广泛应用于汽车电子控制系统、工业控制系统、医疗设备、航空航天等领域。

在汽车电子控制系统中,CAN线连接了发动机控制单元、传感器、仪表盘、空调控制器等各个设备,实现数据的快速传输和实时控制。

在工业控制系统中,CAN线连接了PLC、传感器、执行器等设备,实现设备之间的数据交换和协同工作。

CAN线也被广泛应用于航空航天领域,连接了航空电子设备、飞行控制系统等,确保了系统的可靠性和实时性。

5. CAN线的发展趋势随着物联网、智能制造等领域的快速发展,CAN线也在不断演进。

未来CAN线将更加智能化、高速化,支持更多的设备连接和更高的数据传输速率。

串行通信实验报告

串行通信实验报告

串行通信实验报告实验报告:串行通信实验一、实验目的本实验旨在通过搭建串行通信系统,了解串行通信的基本原理和工作方式,掌握串行通信的相关知识和技术。

二、实验仪器和材料1. Arduino开发板B数据线3.跳线若干4.电脑三、实验原理串行通信是一种通过连续的、位的形式传输数据的通信方式。

在串行通信中,数据通过一个数据线一位一位地传输,与并行通信相比,串行通信的线路数量较少,适用于数据传输距离较远的场景。

在本实验中,我们使用Arduino开发板作为串行通信的发送和接收端,通过USB数据线连接电脑与Arduino开发板进行数据交互。

四、实验步骤1. 连接电路:将Arduino开发板通过USB数据线连接至电脑,确保连接稳定。

2. 编写Arduino代码:使用Arduino IDE软件编写Arduino代码,实现数据发送和接收的功能。

代码示例://发送端void setuSerial.begin(9600); //设置串行通信波特率为9600void looString message = "Hello World!"; //待发送的消息Serial.println(message); //通过串行通信发送消息delay(2000); //延迟2秒//接收端void setuSerial.begin(9600); //设置串行通信波特率为9600void looif (Serial.available() { //如果串行通信接收到数据String message = Serial.readString(; //读取接收到的数据Serial.println("Received: " + message); //打印接收到的数据}3. 上传代码:将编写好的代码上传至Arduino开发板,使其开始工作。

4. 打开串行监视器:在Arduino IDE中点击“工具”菜单并选择“串行监视器”(或使用快捷键Ctrl+Shift+M)打开串行监视器。

基本串口通信程序设计

基本串口通信程序设计

基本串口通信程序设计串口通信是指通过串行接口进行数据传输的一种通信方式。

串口通信通常用于短距离的数据传输,具有稳定性强、传输速率低的特点。

本文将介绍串口通信的基本原理和程序设计。

一、串口通信基本原理串口通信是通过串行接口将数据一位一位地传输的通信方式。

串口通信的基本原理是使用两根信号线进行通信:一根是传输数据的信号线(TX),负责向外发送数据;另一根是接收数据的信号线(RX),负责接收外部发送过来的数据。

二、串口通信程序设计步骤1. 打开串口:首先需要通过操作系统提供的串口接口函数,打开需要使用的串口。

在Windows系统中,可以使用CreateFile函数打开串口;在Linux系统中,可以使用open函数打开串口。

3. 发送数据:使用WriteFile函数(Windows系统)或write函数(Linux系统),向串口发送需要传输的数据。

4. 接收数据:使用ReadFile函数(Windows系统)或read函数(Linux系统),从串口接收数据。

5. 关闭串口:数据传输完成后,需要关闭串口,使用CloseHandle函数(Windows系统)或close函数(Linux系统)即可关闭串口。

三、串口通信程序设计示例(Windows系统)下面是一个简单的串口通信程序设计示例,实现了从串口接收数据并将接收的数据原样返回的功能。

#include <iostream>#include <windows.h>int mainHANDLE hSerial;DCB dcbSerialParams = {0}; // 串口参数hSerial = CreateFile("COM1", GENERIC_READ , GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL); // 打开串口dcbSerialParams.DCBlength = sizeof(dcbSerialParams);std::cout << "Error getting serial port state\n";return 1;}dcbSerialParams.BaudRate = CBR_9600;dcbSerialParams.ByteSize = 8;dcbSerialParams.StopBits = ONESTOPBIT;dcbSerialParams.Parity = NOPARITY;std::cout << "Error setting serial port state\n";return 1;}return 1;}char buffer[100];DWORD bytesRead;while (1)if (ReadFile(hSerial, buffer, sizeof(buffer), &bytesRead, NULL) && bytesRead > 0)std::cout << "Received data: " << buffer << std::endl;DWORD bytesWritten;if (!WriteFile(hSerial, buffer, bytesRead, &bytesWritten, NULL))std::cout << "Error writing to serial port\n";return 1;}}}CloseHandle(hSerial); // 关闭串口return 0;以上程序打开串口COM1,设置波特率为9600,数据位为8位,停止位为1位。

485自动收发原理

485自动收发原理

485自动收发原理485自动收发原理一、485总线概述485总线是一种串行通信协议,它是以RS-232为基础的一种通信协议。

它采用差分信号传输方式,可以在长距离、高噪声环境下进行可靠的数据传输。

因此,485总线广泛应用于工业自动化、楼宇自控等领域。

二、485自动收发原理1. 串行通信基础知识在介绍485自动收发原理之前,我们需要了解一些串行通信的基础知识。

串行通信是指将数据位逐个传输,每个数据位之间通过一个时钟信号进行同步。

在串行通信中,有两种常见的传输方式:同步传输和异步传输。

2. 485总线物理层在物理层上,485总线采用差分信号传输方式。

差分信号是指将两个相反的电平作为一个逻辑电平进行传输。

这样可以有效地抵消环境中的干扰信号。

3. 485总线数据链路层在数据链路层上,485总线采用了半双工通信方式。

这意味着同一时间内只能有一个设备发送数据,并且接收方必须等待发送方发送完毕后才能发送数据。

为了保证数据的可靠传输,485总线采用了差错检测和纠正技术。

4. 485自动收发原理485自动收发原理是指通过硬件电路实现自动切换发送和接收状态。

在发送数据时,控制器将数据写入发送缓冲器,并将控制信号置为发送状态。

此时,驱动电路会将缓冲器中的数据转换成差分信号进行传输。

在接收数据时,控制器将控制信号置为接收状态,并等待驱动电路传输的差分信号到达接收缓冲器。

此时,接收缓冲器会将差分信号转换成数字信号,并传递给控制器。

5. 485自动收发原理实现在实现485自动收发原理时,需要使用一些特殊的芯片或模块。

常见的有MAX485、ADM2483、SN75176等芯片或模块。

这些芯片或模块具有自动切换发送和接收状态的功能,并且支持半双工通信方式。

6. 485总线应用场景由于485总线具有长距离、高噪声环境下可靠传输的特点,因此广泛应用于工业自动化、楼宇自控、智能家居等领域。

例如,在工业自动化中,485总线可以用于PLC控制器与传感器、执行器之间的通信;在楼宇自控中,485总线可以用于空调、照明等设备的控制和监测;在智能家居中,485总线可以用于家庭安防、照明等场景的控制。

单片机原理及其接口技术--第9章 串行接口及串行通信技术

单片机原理及其接口技术--第9章 串行接口及串行通信技术

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单片机原理及其接口技术
位地址 9FH SCON SM0 9EH SM1 9DH 9CH 9BH SM2 REN TB8 9AH RB8 99H TI 98H RI
见表9-1
接收中断标志
发送中断标志
接收数据第9位 发送数据第9位 接收控制 0:禁止
1:允许 1:多机
多机通信 0:双机
教学目标
通过本章教学,要求达到以下目标:
1. 串行通信的基本概念:了解并行/串行通信的
概念;理解串行通信中的异步/同步通信的基 本概念;理解波特率的概念,学会计算波特率 的方法;4了解串行通信的三种制式及校验方 法。
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单片机原理及其接口技术
2. AT89C51串行口:串行接口结构及其功能;
单片机原理及其接口技术
4. 多机通信原理:理解多机通信的原理、过程
和编制多机通信应用程序的方法。
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单片机原理及其接口技术
9.1 串行通信基础知识
计算机与外界的信息交换称为通信。通信的基
本方式可分为并行通信和串行通信两种。
所谓并行通信是指数据的各位同时在多根数据
线上发送或接收。
单片机原理及其接口技术
异步通信信息帧格式如图9.4所示。
第n-1字符 帧 奇 偶停 起 校止 始 8位数据 验位 位 第n字符帧 奇 偶 停 校 止 验 位 第n+1字符帧 起 始 位 8位数据
8位数据
空闲位
D7 0/1 1
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0/1 1

串口基础知识

串口基础知识

串口基础知识一、什么是串口?串口(Serial Port),也称为COM口(Communication Port),是一种用于数据传输的通信接口,常用于计算机与外部设备之间的数据传输。

串口采用串行传输方式,即逐位地发送和接收数据,相比并行传输方式,串口的数据传输速率较慢,但具有传输距离远、连接设备数量多的优势。

二、串口的工作原理串口的工作原理是通过发送和接收电平信号来传输数据。

串口通信使用的是两根信号线:发送线(Tx)和接收线(Rx)。

发送线上的电平变化表示发送的二进制数据,接收线上的电平变化表示接收到的二进制数据。

发送方通过发送线将数据按照一定的协议发送给接收方,接收方通过接收线接收数据并进行处理。

三、串口的通信参数串口通信需要设置一些参数,以确保通信的正确性和稳定性。

常用的串口通信参数包括:1. 波特率(Baud Rate):表示每秒钟传输的位数,常用的波特率有9600、115200等。

2. 数据位(Data Bits):表示每个字节的位数,常用的数据位有7位、8位。

3. 停止位(Stop Bits):表示停止位的个数,常用的停止位有1位、1.5位、2位。

4. 校验位(Parity Bit):用于检测数据传输过程中的错误,常用的校验位有无校验、奇校验、偶校验。

四、串口的应用领域串口广泛应用于各种设备之间的数据通信,常见的应用领域有:1. 电脑与外部设备之间的数据传输,如打印机、扫描仪、数码相机等。

2. 嵌入式系统中,用于与传感器、执行器等外部设备进行数据交互。

3. 工业自动化领域,用于控制和监控设备之间的数据传输。

4. 通信设备中,如调制解调器、路由器等。

五、串口的优缺点串口作为一种通信接口,具有以下优点:1. 传输距离远:串口的传输距离可以达到几百米,适用于远距离通信。

2. 连接设备数量多:串口可以通过串口转换器扩展连接多个设备。

3. 通信稳定可靠:串口通信采用的是同步传输方式,可以保证数据的准确传输。

高速串行通信协议的基础知识

高速串行通信协议的基础知识

高速串行通信协议的基础知识嘿,朋友们!今天咱来聊聊高速串行通信协议这个听起来有点高大上的玩意儿。

你想想看啊,这高速串行通信协议就像是一条信息的高速公路!它让数据能像一辆辆飞速行驶的汽车一样,快速、准确地从一个地方跑到另一个地方。

没有它,那信息传递不就像在羊肠小道上艰难前行,慢吞吞的,多耽误事儿呀!比如说,咱平时用手机打电话、传照片、看视频,这背后可都离不开高速串行通信协议呢。

它就像一个神奇的魔法师,默默地在后台工作,让一切都变得那么顺畅。

它有很多特点呢,就像一个人的优点一样。

首先呢,它速度快呀,眨眼间数据就传过去了,这效率,杠杠的!然后呢,它还很可靠,就像一个靠谱的朋友,答应你的事儿肯定能做到,不会把数据给弄丢或者弄错。

那怎么理解这个协议呢?咱可以把它想象成一种规则,就像玩游戏得有游戏规则一样。

大家都按照这个规则来,才能玩得开心,数据才能准确无误地传输呀。

要是没有这个规则,那不就乱套了,数据都不知道跑哪儿去啦!在实际应用中,不同的场景可能会用到不同的高速串行通信协议哦。

就好像不同的场合要穿不同的衣服一样,可不能乱套。

比如说,在电脑里面,可能用的是一种协议;在手机里,又是另外一种协议啦。

而且啊,这个高速串行通信协议还在不断发展呢!就像我们人一样,要不断学习进步呀。

随着技术的进步,它会变得越来越厉害,速度越来越快,可靠性越来越高。

那我们普通人在生活中怎么能感受到它的重要性呢?嘿嘿,你想想,要是没有它,你的手机上网会变得慢吞吞的,看视频老是卡顿,那多烦人呀!所以说呀,可别小看了它。

总之呢,高速串行通信协议虽然听起来很专业,但其实和我们的生活息息相关呢。

它就像一个默默奉献的幕后英雄,为我们的科技生活保驾护航。

咱得好好感谢它呀,没有它,咱的生活可就没这么便利啦!大家说是不是呀!。

第6章 串行接口

第6章  串行接口

5--8位
一个字符包括4个部分
奇偶校验位
停止位
1位
1位、1位半、2位 “1”有效
所以,一个字符由10个,10个半,11个位构成。
起始位 …
D0
D1
DN
奇偶校验位
停止位
图6-1
异步通信的字符格式
在异步通信时,通信双方必须事先约定。 (1)字符格式。 双方要事先约定数据位的位数、 奇偶校验形式及起始位和停止位的位数。 例如:用ASCⅡ码通信,有效数据为7位,加一个奇 偶校验位、一个起始位和一个停止位共10位。 (2)波特率(Baud rate)。波特率就是传送速率, 即每秒传送的二进制位数。单位为bit/s或波特。 波特率与字符的传送速率之间的关系为: 波特率= 一个字符的二进制编码位数*字符数/秒. 要求发送端与接收端的波特率必须一致。 假设:数据传送率是120字符/s,每个字符格式包含十 个代码位(一个起始位、一个终止位、8个数据 位),波特率为: 10×120=1200bit/s=1200波特




TI:发送中断标志。 在一帧数据发送结束时由硬件置位。 TI=1表示“发送缓冲器已空”,通知CPU可以 发送下一帧数据。 TI位可作为查询;也可作为中断申请标志位。 TI不会自动复位,必须由软件清0。 RI:接收中断标志。 在接收到一帧有效数据后由硬件置位。 RI=1表示一帧数据接收完毕,并已装入接收缓 冲器中,即表示’’接收缓冲器以满’’,通 知CPU可取走该数据。 该位可作为查询,也可作为中断申请标志位。 同样RI不会自动复位,必须由软件清0。
51系列单片机串行口的结构 51系列单片机串行口的控制 波特率设计
6.2.1 89C51单片机串行口的结构

(整理)串行通信的基础知识.

(整理)串行通信的基础知识.

串行通信的基础知识串行数据通信要解决两个关键技术问题,一个是数据传送,另一个是数据转换。

所谓数据传送就是指数据以什么形式进行传送。

所谓数据转换就是指单片机在接受数据时,如何把接收到的串行数据转化为并行数据,单片机在发送数据时,如何把并行数据转换为串行数据进行发送。

8.1.1 数据传送单片机的串行通信使用的是异步串行通信,所谓异步就是指发送端和接收端使用的不是同一个时钟。

异步串行通信通常以字符(或者字节)为单位组成字符帧传送。

字符帧由发送端一帧一帧地传送,接收端通过传输线一帧一帧地接收。

1. 字符帧的帧格式字符帧由四部分组成,分别是起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。

如图8.1所示:1)起始位:位于字符帧的开头,只占一位,始终位逻辑低电平,表示发送端开始发送一帧数据。

2)数据位:紧跟起始位后,可取5、6、7、8位,低位在前,高位在后。

3)奇偶校验位:占一位,用于对字符传送作正确性检查,因此奇偶校验位是可选择的,共有三种可能,即奇偶校验、偶校验和无校验,由用户根据需要选定。

4)停止位:末尾,为逻辑“1”高电平,可取1、1.5、2位,表示一帧字符传送完毕。

图8.1 字符帧格式异步串行通信的字符帧可以是连续的,也可以是断续的。

连续的异步串行通信,是在一个字符格式的停止位之后立即发送下一个字符的起始位,开始一个新的字符的传送,即帧与帧之间是连续的。

而断续的异步串行通信,则是在一帧结束之后不一定接着传送下一个字符,不传送时维持数据线的高电平状态,使数据线处于空闲。

其后,新的字符传送可在任何时候开始,并不要求整倍数的位时间。

2. 传送的速率串行通信的速率用波特率来表示,所谓波特率就是指一秒钟传送数据位的个数。

每秒钟传送一个数据位就是1波特。

即:1波特=1bps(位/秒)在串行通信中,数据位的发送和接收分别由发送时钟脉冲和接收时钟脉冲进行定时控制。

时钟频率高,则波特率高,通信速度就快;反之,时钟频率低,波特率就低,通信速度就慢。

串口通信的概念和原理

串口通信的概念和原理

串口通信的概念和原理
串口通信是一种用于数据传输的通信方式,通常用于计算机与外部设备之间的数据交换。

串口通信基于串行传输的原理,即将数据位按照顺序一个一个地发送或接收。

串口通信的原理主要涉及以下几个方面:
1. 串行传输,串口通信采用串行传输方式,即将数据位按照顺序一个一个地发送或接收。

与并行传输相比,串行传输只需要一根传输线,节省了硬件成本。

2. 通信协议,串口通信需要定义一套通信协议,以规定数据的格式、传输速率、校验方式等。

常见的串口通信协议包括RS-232、RS-485、UART等。

3. 传输速率,串口通信的传输速率用波特率(Baud Rate)来表示,表示每秒传输的比特数。

波特率越高,传输速度越快,但也会增加传输错误的可能性。

4. 数据帧,串口通信将数据划分为多个数据帧进行传输。

每个
数据帧包含起始位、数据位、校验位和停止位等。

起始位标识数据帧的开始,停止位标识数据帧的结束,校验位用于验证数据的正确性。

5. 硬件接口,串口通信需要通过串口接口连接计算机和外部设备。

常见的串口接口有RS-232和RS-485等,它们定义了物理连接的规范和电气特性。

总结起来,串口通信是一种基于串行传输的通信方式,通过定义通信协议、设置传输速率和使用数据帧等技术手段,实现计算机与外部设备之间的数据交换。

串行通信的基础知识

串行通信的基础知识

串行通信的基础知识1.串行通信和并行通信计算机与外界的信息交换称为通信。

基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。

一组信息的各位数据被逐位挨次传送的通信方式称为串行通信。

串行通信可通过串行接口来实现。

串行通信速度慢,但传输线少,相宜长距离通信。

一组信息(通常是字节)的各位数据被同时传送的通信方法称为并行通信。

并行通信依靠并行I/O接口实现。

并行通信速度快,但传输线根数多,只适用于近距离(相距数公尺)的通信。

2.信息传送方向依据信息的传送方向,串行通信可以进一步分为单工、半双工和全双工3种。

信息只能单方向传送称为单工;信息能双向传送,但不能同时双向传送称为半双工;能够同时双向传送则称为全双工。

MCS-5l单片机有一个全双工串行口。

全双工的串行通信只需要一根输出线(TXD)和一根输入线(RXD)。

3.同步方式和异步方式(1) 同步方式是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。

其基本特征是发送与接收时钟始终保持严格同步。

(2)异步通信是按帧传送数据, 它利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步,每帧内部各位均采纳固定的时间间隔, 但帧与帧之间的时间间隔是随机的。

其基本特征是每个字符必需用起始位和停止位作为字符开头和结束的标志, 它是以字符为单位一个个地发送和接收的。

4.波特率在一帧信息中,每一位的传送时间(位宽)是固定的,位传送时间的倒数称为波特率(Baud rate),波特率表示每秒传送的位数。

例如每秒960个字符,若每个字符为10位,则波特率为9600。

位传送时间是104μS。

MCS-51串行I/O接口的基本工作是:发送时,将CPU送来的并行数据转换成肯定格式的串行数据,从引脚TXD上按规定的波特率逐位输出;接收时,要监视引脚RXD,一旦消失起始位“0”,就将外围设备送来的肯定格式的串行数据转换成并行数据,等待CPU读入。

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串行通信技术基础在串行通信中,参与通信的两台或多台设备通常共享一条物理通路。

发送者依次逐位发送一串数据信号,按一定的约定规则为接收者所接收。

由于串行端口通常只是定义了物理层的接口规范,所以为确保每次传送的数据报文能准确到达目的地,使每一个接收者能够接收到所有发向它的数据,必须在通信连接上采取相应的措施。

由于借助串行通信端口所连接的设备在功能、型号上往往互不相同,其中大多数设备出了等待接收数据之外还会有其他的任务,例如,一个数据采集单元需要周期性地收集和存储数据;一个控制器需要负责控制计算机或向其他设备发送报文;一台设备可能会在接收方正在进行其他任务时向它发送信息。

因此,必须有能应对多种不同工作状态的一系列规则来保证通信的有效性。

这里所讲的保证串行通信的有效性的方法包括:使用轮询或者中断来检测、接收信息;设置通信帧的起始、停止位;建立连接握手;实行对接收数据的确认、数据缓存以及错误检查等。

一、串行通信基本概念1、连接握手通信帧的起始位可以引起接收方的注意,但发送方并不知道,也不能确定接收方是否已经做好了接收数据的准备。

利用连接握手可以使收发双方确认已经建立了连接关系,接收方已经做好准备,可以进入数据收发状态。

连接握手过程是指发送者在发送一个数据块之前使用一个特定的握手信号来引起接收者的注意,表明要发送数据,接收者则通过握手信号回应发送者,说明它已经做好了接收数据的准备。

连接握手可以通过软件,也可以通过硬件来实现。

在软件连接握手中,发送者通过发送一个字节表明它想要发送数据;接收者看到这个字节的时候,也发送一个编码来声明自己可以接收数据;当发送者看到这个信息时,便知道它可以发送数据了。

接收者还可以通过另一个编码来告诉发送者停止发送。

在普通的硬件握手中,接收者在准备好了接收数据的时候将相应的握手信号线变为高电平,然后开始全神贯注地监视它的串行输入端口的允许发送端。

这个允许发送端与接收者已准备好接收数据的信号端相连,发送者在发送数据之前一直在等待这个信号变化。

一旦得到信号说明接收者已处于准备好接收数据的状态,便开始发送数据。

接收者可以在任意时候将握手信号变为低电平,即便是在接收一个数据块的过程中间也可以把这根导线带入到低电平。

当发送者检测到这个低电平信号时,就应该停止发送。

而在完成本次传输之前,发送者还会继续等待握手信号线在此变为高电平,以继续被中止的数据传输。

2、确认接收者为表明数据已经收到而向发送者回复信息的过程称为确认。

有的传输过程可能会收到报文而不需要向相关节点回复确认信息。

但是在许多情况下,需要通过确认告之发送者数据已经收到。

有的发送者需要根据是否收到信息来采取相应的措施,因而确认对某些通信过程是必需的和有用的。

即便接收者没有其他信息要告诉发送者,也要为此单独发一个数据确认已经收到的信息。

确认报文可以是一个特别定义过的字节,例如一个标识接收者的数值。

发送者收到确认报文就可以认为数据传输过程正常结束。

如果发送者没有收到所希望回复的确认报文,它就认为通信出现了问题,然后将采取重发或者其它行动。

3、中断中断是一个信号,它通知CPU有需要立即响应的任务。

每个中断请求对应一个连接到中断源和中断控制器的信号。

通过自动检测端口事件发现中断并转入中断处理。

许多串行端口采用硬件中断。

在串口发生硬件中断,或者一个软件缓存的计数器到达一个触发值时,表明某个事件已经发生,需要执行相应的中断响应程序,并对该事件做出及时的反应。

这种过程也称为事件驱动。

采用硬件中断就应提供中断服务程序,以便在中断发生时让它执行所期望的操作。

很多微控制器为满足这种应用需求而设置了硬件中断。

在一个事件发生的时候,应用程序会自动对端口的变化做出响应,跳转到中断服务程序。

例如发送数据,接收数据,握手信号变化,接收到错误报文等,都可能成为串行端口的不同工作状态,或称为通信中发生了不同事件,需要根据状态变化停止执行现行程序而转向与状态变化相适应的应用程序。

外部事件驱动可以在任何时间插入并且使得程序转向执行一个专门的应用程序。

4、轮询通过周期性获取特征或信号来读取数据或发现是否有事件发生的工作过程称为轮询。

它需要足够频繁地轮询端口,以便不遗失任何数据或事件。

轮询的频率取决于对事件快速反应的需求以及缓存区的大小。

轮询通常用于计算机与I/O端口之间较短数据或字符组的传输。

由于轮询端口不需要硬件中断,因此可以在一个没有分配中断的端口运行此类程序。

很多轮询使用系统计时器来确定周期性读取端口的操作时间。

5、差错检验数据通信中的接收者可以通过差错检验来判断所接收的数据是否正确。

冗余数据校验、奇偶校验、校验和、循环冗余校验等都是串行通信中常用的差错检验方法。

(1)冗余数据校验发送冗余数据是实行差错检验的一种简单办法。

发送者对每条报文都发送两次,有接收者根据这两次收到的数据是否一致来判断本次通信的有效性。

当然,采用这种方法意味着每条报文都要花两倍的时间进行传输。

在传送短报文时经常会用到它。

许多红外线控制器就使用这种方法进行差错检验。

(2)奇偶校验串行通信中经常采用奇偶校验来进行错误检查。

校验位可以按奇数位校验,也可以按偶数位校验。

许多串口支持5~8个数据位再加上奇偶校验位的工作方式。

按数据位加上奇偶校验位共有偶数个0的规则填写校验位的方式称为偶校验;而按数据位加上奇偶校验位共有奇数个0的规则填写的校验位方式称为奇校验。

接收方检验接收到的数据,如果接收到的数据违背了事先约定的奇偶校验的规则,不是所期望的数值,说明出现了传输错误,则向发送方发送出错通知。

(3)校验和另一种差错检验的方法是在通信数据中加入一个差错检验字节。

对一条报文中的所有字节进行数学或者逻辑运算,计算出校验和。

将校验和形成的差错检验字节作为该报文的组成部分。

接收端对收到的数据重复这样的计算,如果得到了一个不同的结果,就判定通信过程发生了差错,说明它接收到的数据与发送数据不一致。

一个典型的计算校验和的方法是将这条报文中所有的字节值相加,然后用结果的最低字节的补码作为校验和。

校验和通常只有一个字节,因而不会对通信量有明显的影响,适合在长报文的情况下使用。

但这种方法并不是绝对的安全,会存在很小的概率的判断失误。

那就是即便在数据并不完全吻合的情况下有可能出现得到的校验和一致,将有差错的通信过程判断为没有发生差错。

循环冗余校验(CRC)也是串行通信中常用的检错方法,它采用比校验和更为复杂的数学计算,器校验结果也更加可靠。

(4)出错的简单处理当一个节点检测到通信中出现的差错或者接收到一条无法理解的报文时,应尽量通知发送报文的节点,要求它重新发送或者采取别的措施来纠正。

经过多次重发,如果发送者仍不能纠正这个错误,发送者应该跳过对这个节点的发送,发布一条出错信息,通过报警或者其他操作来通知操作人员发生了通信差错,并尽可能继续执行其他任务。

接收者如果发现一条报文比期望的报文要短,应该能最终停止连接,并让主机知道出现了问题,而不能无休止地等待一个报文结束。

主计算机可以决定让该报文继续发送、重发或者停发。

不应因发现问题而让网络处于无休止的等待状态。

6、串行异步通信数据格式无论是RS-232还是RS-485,均可采用串行异步收发数据格式。

在串行端口的异步传输中,接收方一般事先并不知道数据会在什么时候到达。

在它检测到数据并做出相应之前,第一个数据位就已经过去了。

因此每次异步传输都应该在发送的数据之前设置至少一个起始位,已通知接收方有数据到达,给接收方一个准备接收数据、缓存数据和做出其他响应所需要的时间。

而在传输过程结束时,则应由一个停止位通知接收方本次传输过程已终止,以便接收方正常终止本次通信而转入其他工作程序。

串行异步收发(UART)通信的数据格式如图1所示。

图1 串行异步通信数据格式若通信线上无数据发送,该线路应处于逻辑1状态(高电平)。

当计算机向外发送一个字符数据时,应先送出起始位(逻辑0,低电平),虽有紧跟着数据位,这些数据构成要发送的字符信息。

有效数据位的个数可以规定为5、6、7或8。

奇偶校验位视需要设定,紧跟其后的是停止位(逻辑1,高电平),其位数可在1、1.5、2中选择其一。

二、RS-232C串行通信接口技术1、RS-232C接口RS-232C的连接插头用25针或9针的EIA连接插头座,其主要端子分配表如下表(表1)所示。

端脚方向符号功能25针9针2 3 输出TXD 发送数据3 2 输入RXD 接收数据4 7 输出RTS 请求发送5 8 输入CTS 为发送清零6 6 输入DSR 数据设备准备好7 5 GND 信号地8 1 输入DCD20 4 输出DTR数据信号检测22 9 输入RI表1 RS-232C主要端子(1)信号含义1.从计算机到Modem的信号DTR——数据终端设备(DTE)准备好:告诉Modem计算机已经接通电源,并准备好。

RTS——请求发送:告诉Modem现在要发送数据。

2.从Modem到计算机信号DSR——数据通信设备(DCE)准备好:告诉计算机Modem已接通电源,并准备好了。

CTS——为发送清零:告诉计算机Modem已做好了接收数据的准备。

DCD——数据信号检测:告诉计算机Modem已与对端的Modem建立连接了。

RI——振铃指示器:告诉计算机对端电话已在振铃了。

3.数据信号TXD——发送数据。

RXD——接收数据。

(2)电气特性RS-232C的电气线路连接方式如图2所示。

图2 RS-232C的电气连接图接口为非平衡型,每个信号用一根导线,所有信号回路共用一根地线。

信号速率限于20kbit/s内,电缆长度限于15m之内。

由于是单线,线间干扰较大。

其电性能用±12V标准脉冲。

值得注意的是RS-232C采用负逻辑。

在数据线上:传号Mark=-5~-15V,逻辑“1”电平空号Space=+5~+15V,逻辑“0”电平在控制线上:通On=+5V~+15V,逻辑“0”电平断Off=-5V~-15V,逻辑“1”电平RS-232C的逻辑电平与TTL电平不兼容,为了与TTL电平器件相连必须进行电平转换。

由于RS-232C采用电平传输,在通信速率为19.2kbit/s是,其通信距离只有15m。

若要延长通信距离,必须以降低通信速率为代价。

2、RS-232C通信接口的互连当两台计算机经RS-232C口直接通信时,两台计算机之间的联络线可用图3、图4表示。

虽然不接Modem,图中仍连接着有关的Modem信号线,这是由于INT 14H中断使用这些信号,假如程序中没有调用INT 14H,在自编程序中也没有用到Modem的有关信号,两台计算机直接通信时,只连接2、3、7(25针EIA)或3、2、5(9针EIA)就可以了。

图3 使用Modem信号的RS-232C接口图4 不使用Modem信号的RS-232C接口3、RS-232C驱动器/接收器为了实现采用+5V供电的TTL和CMOS通信接口电路能与RS-232C标准接口连接,必须进行串口的输入/输出信号的电平转换。

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