串行通信

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串行通信协议

串行通信协议串行通信是一种在计算机系统中广泛使用的数据传输方式，它通过一根传输线路逐位地传送数据，相比并行通信具有更简单、更经济的优势。

在串行通信中，数据按照一定的协议进行传输，而串行通信协议则是规定了数据传输的格式、时序、电气特性等规范，以确保数据的可靠传输。

本文将介绍串行通信协议的基本原理、常见类型以及应用场景。

首先，串行通信协议可以分为同步和异步两种类型。

同步串行通信协议是指在数据传输过程中，发送端和接收端需要通过时钟信号进行同步，以确保数据的稳定传输。

常见的同步串行通信协议包括SPI（Serial Peripheral Interface）、I2C（Inter-Integrated Circuit）和RS-232等。

而异步串行通信协议则是指数据传输过程中不需要时钟信号同步，而是通过起始位、数据位、校验位和停止位等组合来进行数据传输。

常见的异步串行通信协议包括UART（Universal AsynchronousReceiver/Transmitter）和USB（Universal Serial Bus）等。

其次，串行通信协议在实际应用中具有广泛的应用场景。

在嵌入式系统中，SPI和I2C协议常用于连接微控制器与外围设备，如存储器、传感器等，实现数据的快速传输和通信。

而在计算机外设接口中，USB协议则成为了连接键盘、鼠标、打印机、摄像头等外部设备的标准接口，实现了设备之间的高速数据传输和通信。

另外，在工业控制领域，RS-232和RS-485等协议被广泛应用于PLC （Programmable Logic Controller）、传感器、执行器等设备之间的通信，实现了工业自动化控制系统的稳定运行。

最后，随着物联网、人工智能、自动驾驶等新兴技术的快速发展，对串行通信协议的需求也日益增加。

未来，串行通信协议将继续发展，以适应更多元化、复杂化的应用场景，同时也需要更加严格的协议标准和更可靠的数据传输技术，以满足不断增长的数据传输需求。

串行通信及串行扩展技术

传感器数据采集
01
串行通信接口可以连接各种模拟或数字传感器，实现数据的实
时采集和传输。
数据处理与存储
02
通过串行通信将采集到的数据传输到上位机或数据中心，进行
进一步的处理、分析和存储。
系统监控与控制
03
串行通信可用于实现远程监控和控制，提高数据采集系统的灵
活性和可维护性。
在远程监控系统中的应用
01
特点
传输线少，成本低，适用于远距离通信，但传送速度较慢。
串行通信协议
异步通信协议
以字符为单位进行传输，字符间通过特定的起始位和停止位进行同步。
同步通信协议
以数据块为单位进行传输，通过同步字符或同步信号实现收发双方的时钟同步。
串行通信接口标准
RS-232C接口标准
定义了数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口标准，采用负逻辑电平，最大传输距离约15米。
串行扩展工作原理
01
数据传输
在串行通信中，数据以位为单位进行传输。发送端将数据按位依次发送
到传输线上，接收端按位接收并组合成完整的数据。数据传输过程中需
要遵循特定的通信协议和数据格式。
02
同步与异步通信
串行通信可分为同步通信和异步通信两种方式。同步通信需要发送端和
接收端保持严格的时钟同步，而异步通信则通过特定的起始位和停止位
无线化发展趋势
无线通信技术的普
及
随着无线通信技术的不断发展，串行通信逐渐实现无线化，使得设备间的通信更加灵活方便。
低功耗无线通信技
术
针对低功耗设备的需求，发展出低功耗无线通信技术，延长设备的续航时间。
无线通信安全性增

串行通信原理

串行通信原理串行通讯是一种在计算机领域用于数据传输的技术。

串行通讯通过一个线路逐位传输数据，相比于并行通讯的方式，更加经济和易于实现。

在串行通讯中，数据被分成逐位的信息串，这些信息串逐位传输，最终组成有意义的数据。

主要应用于计算机与周边设备之间的数据传输。

串行通信主要包括两种方式：同步串行通信和异步串行通信。

同步传输根据系统时钟处理数据传输，而异步传输较为灵活，是一种更加通用性的传输方式。

串行通讯的原理1.数据格式在串行通讯过程中，数据是以特定的格式传输的。

数据格式包括数据位、同步位、波特率和校验位。

数据位：表示每一个数据中包含的二进制位数，包括5位、6位、7位、8位等不同的长度。

通常情况下，大多数串行通讯系统都采用8位数据位。

同步位：用于标识数据传输已经开始，也就是数据的起始位置，通常情况下，同步位的值为0。

波特率：表示数据传输的速度，也就是每秒钟传输的数据位数。

波特率越高，信号传输的速度越快。

常用的波特率为9600、19200、38400、57600等。

校验位：用于检测传输数据中的错误。

通过对传输的数据进行校验位的比对，可以减少数据传输中的错误发生。

常用的校验方式有奇偶校验、校验和、循环冗余校验等。

2.串行通讯的流程串行通讯的流程可以分为三个主要阶段：起始位、数据位和停止位。

起始位：用于标识数据传输的开始，表示数据传输的起始位置。

通常情况下，起始位的值为0。

数据位：用于传输数据信息，包括了需要传输的数据。

停止位：用于标识数据传输的结束，表示数据传输的终止位置。

通常情况下，停止位的值为1。

串行通讯的工作原理串行通讯的工作原理主要包括：发送过程和接收过程。

1.发送过程在发送过程中，数据被通过串行通讯数据线逐位地传输。

发送过程中，数据被分成字节，每个字节由8位组成。

在数据传输前，发送端将数据位、同步位、波特率和校验位进行设置。

然后发送端将数据逐位地传输到接收端。

发送端会首先发送起始位表示数据传输的开始，接着发送数据位，每个字节之间间隔一段时间，以便接收端辨别每个字节，并识别出其所代表的意义。

串行通信实验报告

串行通信实验报告串行通信实验报告引言：串行通信是一种数据传输方式，通过将数据一位一位地传输，相比并行通信具有更高的传输效率和更少的硬件成本。

本实验旨在通过搭建串行通信系统，了解串行通信的原理和应用，并探究不同参数对传输效果的影响。

一、实验目的本实验旨在：1. 了解串行通信的原理和基本概念；2. 掌握串行通信的实验搭建方法；3. 分析不同参数对串行通信传输效果的影响。

二、实验原理串行通信是一种将数据一位一位地传输的通信方式。

在串行通信中，数据以二进制形式传输，每一位的传输时间相等。

常见的串行通信方式有同步串行通信和异步串行通信。

同步串行通信中，发送端和接收端的时钟信号同步，以确保数据的准确传输。

发送端将数据按照一定的帧格式发送，接收端通过时钟信号进行同步，按照相同的帧格式接收数据。

异步串行通信中，发送端和接收端的时钟信号不同步，通过起始位和停止位来标识数据的开始和结束。

发送端在每个数据帧前加上一个起始位，接收端通过检测起始位来判断数据的开始。

三、实验步骤1. 搭建串行通信系统：将发送端和接收端连接，通过串口线进行数据传输。

2. 设置串行通信参数：根据实验要求，设置波特率、数据位、停止位等参数。

3. 编写发送端程序：通过编程语言编写发送端程序，实现数据的发送。

4. 编写接收端程序：通过编程语言编写接收端程序，实现数据的接收和显示。

5. 调试和测试：进行通信测试，观察数据的传输效果，记录实验结果。

四、实验结果与分析在实验中，我们通过设置不同的串行通信参数进行测试，观察数据的传输效果。

实验结果显示，在较低的波特率下，数据传输速度较慢，但传输稳定性较高；而在较高的波特率下，数据传输速度较快，但传输稳定性较差。

此外，我们还测试了不同数据位和停止位对传输效果的影响。

结果显示，增加数据位可以提高数据的传输精度，但也会增加传输的时间和成本。

增加停止位可以增加数据的传输稳定性，但也会降低传输速度。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了串行通信的原理和应用，并通过实验搭建了串行通信系统。

串行通信的特点

家居等应用领域。
USB
定义
USB（Universal Serial Bus）是一种通用的串行通信接口标准，由美国国家标准化协会（USB Implementers Forum）制定。
传输速度
USB具有较高的数据传输速率，从最初的USB 1.0到最新的 USB 3.0，速度不断提升。
传输方式
USB采用差分（平衡）传输方式，通过一对传输线实现高速数据传输。
定义
串行通信是一种数据通信方式，通过一条传输线逐位传输数据。
传输距离远
由于信号在传输线上的衰减较小，因此可以用于长距离的数据传输。
可靠性高
由于信号在传输线上的干扰较小，因此传输的可靠性较高。
与并行通信的区别
并行通信：并行通信是通过多条传输线同时传输数据，数据在传输线上同时传输。
并行通信的数据传输速率较快，但成本较高，而串行通信的数据传输速率较慢，但成本较低。
机等。
RS-4
定义
RS-485是另一种标准的串行通信接口，由美国电子工业协会
（EIA）制定。
传输方式
RS-485采用差分（平衡）传输方式，通过一对传输线实现数据的发送和接收。
传输距离
由于RS-485的信号幅度较大，传输距离相对较长，通常在100 米以内。
应用场景
常用于多台设备之间的中短距离通信，如楼宇自动化、智能
类型
校验位可以是奇校验、偶校验或无校验。
功能
校验位用于检测数据传输过程中可能出现的错误，提高数据传输的可靠性。
停止位
01
02
03
停止位
在数据传输结束时发送停止位，表示数据传输的结束。
作用
用于同步接收器和发送器，确保数据传输的正确结束。

串行通信概述

串行通信概述串行通信是一种数据传输技术，它将传输的数据位逐个串行传输，而不是同时传输多个位。

串行通信通常比并行通信慢，因为传输时间更长，但它在数据传输方面具有一定的优势。

串行通信的优点使用串行通信技术有一些明显的优点。

首先，串行通信最大使用的是一根传输线。

这意味着使用串行通信技术的设备材料成本更低，因为它们不需要使用很多线缆。

此外，因为传输速度较慢，串行通信也更适合在长距离传输数据。

因此，串行通信技术主要用于远距离通信，如在无线电通讯和卫星通信等方面。

串行通信在数据传输中更安全，因为数据以逐个比特的形式传输。

这使得数据从被入侵的风险中更容易获得保护，因为他们很难破解这种逐位传输的数据格式。

串行通信的缺点虽然串行通信有一些优势，但它也有一些缺点。

首先，传输速度比较慢，因为逐个传输的数据的传输速度较慢。

为了增加传输速度，可以使用并行通信来同时传输多个数据位。

其次，由于传输的数据以逐个比特的形式传输，设备指令可能需要更多的时间来处理数据。

这可以显著影响计算机的整体性能。

串口串口是一种常见的串行通信接口，用于将计算机连接到其他设备。

串口通常用于传输控制台和其他设备之间的操作指令。

串口通常使用串行线缆和特定的串口连接器进行数据传输。

串口还具有通常使用的标准的传输速率，因此，需要使用相同波特率的设备才能正确地通信。

串口通信使用有效载荷、校验和和控制位等机制来保证传输数据的准确性。

有效载荷是传输的实际数据位。

校验和是一种用于检查数据是否完整无误的机制。

在数据传输过程中，校验和用于检测在传输过程中可能发生的错误。

控制位用于控制数据传输的节奏和速率等因素。

总结串行通信是一种数据传输技术，它采用逐个传输数据位的方式传输数据。

串行通信技术更适用于远距离通信，并且使用成本更低。

但是，由于传输速度较慢，它可能对计算机的性能产生负面影响。

串口是一种常见的串行通信接口，提供了有效载荷、校验和和控制位等机制，以确保传输数据的准确性。

第七章串行通信

传输方式
同步方式串行方式
异步方式
单工方式
半双工方式全双工方式多工方式
7.1.2 串行通信的通信标准
串行通信的通信标准主要是指通信的电气和硬件标准，常用的有 RS-232；RS-485/422等。
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RS-232标准 ♠ 电气特性：逻辑“1”=-3V～-15V；逻辑“0”=+3V～+15V。在与TTL 标准连接时必须进行电平转换，常用芯片有MC1488、MC1489及 MAX202～MAX232等。
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7.1.3 串行通信的通信方式
串行通信又可分为异步通信和同步通信。异步通信的接受器和发送器使用各自的时钟，每次只传送一字节数据，允许时钟产生误差；同步通信每次传送的数据量较大，要求精度高，因此接受器和发送器使用同一时钟。异步通讯以字符为传送单位用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束字符间隔不固定，只需字符传送时同步。异步通讯数据常用一帧为单位，一帧字符位数的规定：起始位，数据位，校验位和停止位，校验位紧跟在数据位后，也可以省略。下图为省略校验位后一帧数据的示意图。
起始位 D 0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7 停止位
优点是硬件要求低，可靠性高，传送距离远，但速度较慢。
BACK
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HOME
同步通信以一串字符为一个传送单位，字符间不加标识位，在一串字符开始用同步字符标识，硬件要求高，通讯双方须严格同步。
【提示】：在单片机与外设进行数据通信时，多采用异步串行通信。
模式选择
多机通讯位允许接收位发送、接收第9位发送、接收标志
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串行通信ppt课件

18
第10章串行通信
（2）起始位的检测
必须确定起始位才能开始接收数据，即实现位同步。数据接收时钟RCLK使用16倍波特率的时钟信号。接收器用RCLK检测到串行数据输入引脚SIN由高电平变低后，连续测试8个RCLK时钟周期，若采样到的都是低电平，则确认为起始位。确认了起始位后每隔16个RCLK时钟周期对SIN输入的数据位进行采样一次，直至规定的数据格式结束。
10
第10章串行通信
TxD 发送数据——串行数据的发送端。 RxD 接收数据——串行数据的接收端。 GND 信号地——为所有的信号提供一个公共的参考电平 RTS 请求发送——当数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效的 RTS信号，用于通知数据通信设备准备接收数据。 CTS 清除发送——当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传送数据时，发出CTS有效信号来响应RTS信号。 DTR 数据终端准备好——通常当数据终端设备一加电，该信号就有效，表明数据终端设备准备就绪。 DSR 数据装置准备好——通常表示数据通信设备(即数据装置)已接通电源连到通信线路上，并处于数据传输方式，而不是处于测试方式或断开状态。 CD 载波检测——当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时，就从该引脚向数据终端设备提供有效信号。该引脚缩写为DCD。 RI 振铃指示——当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引脚信号作为电话铃响的指示，保持有效。
16
第10章串行通信
2．结构
其中寄存器： THR、TSR RBR、RSR LCR LSR DLH DLL MCR MSR IER IIR
17
第10章串行通信
（1）串行数据的发送
CPU送来的并行数据存在发送保持寄存器THR中。只要发送移位寄存器TSR中没有正在发送的数据，发送保持寄存器的数据就送入TSR 。与此同时，8250按照编程规定的起止式字符格式，加入起始位、奇偶校验位和停止位，从串行数据输出引脚SOUT逐位输出。因为THR、TSR采用双缓冲寄存器结构，所以在 TSR进行串行发送的同时，CPU可以向8250提供下一个发送数据到THR，这样可以保证数据的连续发送。

串行通信

串行通信串行通信概述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。

串行通信是其中一种数据通信方式，常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目录∙串行通信概述∙串行通行的分类∙串行通信的特点及与并行通信的区别∙串行通信的数据传输方式∙串行通信的调幅方式∙串行通信的数据传输速率∙串行通信概述o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。

串行通信是其中一种数据通信方式，常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。

∙串行通行的分类o１．同步通信它是一种在发送端发送一个抑抑制载波的双边带信号，而在接收端恢复载波，再进行检波的通信方式。

因为恢复的载波与被接收的信号载波同频同相，故取名为同步通信，也称抑制载波双边带通信。

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。

信息中含有若干个数据字符。

它们均由CRC即同步字符、数据字符和校验字符组成。

同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始；数据字符位于同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符一般有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。

２．异步通信异步通信有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。

其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。

串行通信工作方式

2、数据接收
在RI=0的条件下，用指令置REN=1即可开始串行接收。TXD端输出移位脉冲，数据依次由低到高以fosc/12波特率经RXD端接收到SBUF中，一帧数据接收完成后硬件置接收中断标志位RI为1。若要再次接收一帧数据，应该用指令MOV A，SBUF将上一帧数据取走，并用指令将RI清零。用方式0通信时，多用查询方式。
1.2 串行工作方式1
方式1是一帧10位的异步串行通信方式，包括1个起始位，8个数据位和一个停止位。波特率可变，由定时器/计数器T1的溢出率和SMOD （PCON.7）决定。其帧格式如下：
起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止
1、数据发送
发送时只要将数据写入SBUF，在串行口由硬件自动加入起始位和停止位，构成一个完整的帧格式。然后在移位脉冲的作用下，由TXD端串行输出。一帧数据发送完毕后硬件自动置TI=1。再次发送数据前，用指令将TI清零。
单片机原理与应用
串行通信工作方式
80C51串行通信共有4种工作方式，由串行控制寄存器SCON 中SM0 SM1决定。
1.1 串行工作方式0（同步移位寄存器工作方式）
以RXD（P3.0）端作为数据移位的输入/输出端，以TXD（P3.1）端输出移位脉冲。移位数据的发送和接收以8位为一帧，不设起始位和停止位，无论输入 /输出，均低位在前高位在后。其帧格式为：
1.3 串行工作方式2
串行接口工作方式2为9位异步通信接口，传送一帧数据有11位。1位起始位(低电平信号)，8位数据位(先低位后高位)，1位可编程位，1位停止位 (高电平信号)。其格式如下：
起始位
数据位
0
D0
D1
D2
D3
D4
D5 D6

简述并行、串行、异步、同步通信原理

标题：并行、串行、异步、同步通信原理解析一、介绍并行、串行、异步、同步通信的概念1. 并行通信：指多个数据信号在同一时刻通过不同的传输路径传输，在数据传输过程中，多个信号可以同时进行传输，从而提高数据传输效率。

2. 串行通信：指数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输，在数据传输过程中，数据信号只能依次进行传输，适用于长距离传输和节约传输线路资源。

3. 异步通信：指数据传输时没有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输，需要通过起始位和停止位来标识数据的起始和结束。

4. 同步通信：指数据传输时需要有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输，需要通过时钟信号进行同步。

二、并行通信的原理及特点1. 原理：多个数据信号同时通过不同的传输路径传输。

2. 特点：1) 传输速度快：由于多个数据信号同时进行传输，因此传输速度相对较快。

2) 传输距离有限：由于多条传输路径之间的信号相互干扰，因此传输距离相对较短。

3) 成本较高：需要多条传输路径和大量的接口，成本相对较高。

三、串行通信的原理及特点1. 原理：数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输。

2. 特点：1) 传输速度慢：由于数据信号只能依次进行传输，因此传输速度相对较慢。

2) 传输距离远：适用于长距离传输，可以节约传输线路资源。

3) 成本较低：只需要一条传输路径和少量的接口，成本相对较低。

四、异步通信的原理及特点1. 原理：数据传输时没有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输。

2. 特点：1) 灵活性高：数据传输时间不固定，可以根据实际需要进行调整。

2) 精度较低：由于没有固定的时钟信号，数据传输的精度相对较低。

3) 适用于短距离传输：由于数据传输精度较低，适用于短距离传输和数据量较小的情况。

五、同步通信的原理及特点1. 原理：数据传输时需要有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输。

串行通信

unsigned char j; unsigned int i; SCON=0x00; j=0x01; for (; ;) {
P1_7=0; _nop_(); //延时一个机器周期 _nop_(); //延时一个机器周期，保证清0完成 P1_7=1; SBUF=j; while (!TI) { ;} TI=0; for (i=0;i<=30000;i++) {;} //延时 j=j*2; if (j==0x00) j=0x01; } }
以RXD（P3.0）端作为数据移位的输入/输出端，以TXD（P3.1）端输出移位脉冲。移位数据的发送和接收以8位为一帧，不设起始位和停止位，无论输入/输出，均低位在前高位在后。波特率固定为 fosc/12。
方式0可将串行输入输出数据转换成并行输出口使用时，要有“串入并出”的移位寄存器配合。
2、同步通信
同步通信依靠同步字符保持通信同步。
同步通信是由1～2个同步字符和多字节数据位组成，同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据；多字节数据之间不允许有空隙，每位占用的时间相等；空闲位需发送同步字符。
同步通信传输速度较快，但要求有准确的时钟来实现收发双方的严格同步，对硬件要求较高，适用于成批数据传送。
异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。
异步通信数据传送按帧传输，一帧数据包含起始位、数据位、校验位和停止位。
异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单、灵活，适用于数据的随机发送/接收，但因每个字节都要建立一次同步，即每个字符都要额外附加两位，所以工作速度较低，在单片机中主要采用异步通信方式。
sbit CLK = P3^1;
//74HC165移位时钟引脚
sbit SPL = P3^2;

串行通信

+5V
双向需4条线
TTL 电平
SN75175
SN75174
RS-422A输出驱动器为双端平衡驱动器。如果其中一条线为逻辑“1”状态，另一条线就为逻辑“0”，比采用单端不平衡驱动对电压的放大倍数大一倍。差分电路能从地线干扰中拾取有效信号，差分接收器可以分辨200mV以上电位差。若传输过程中混入了干扰和噪声，由于差分放大器的作用，可使干扰和噪声相互抵消。因此可以避免或大大减弱地线干扰和电磁干扰的影响。RS-422A传输速率（90Kbps）时，传输距离可达1200米。
RS-485等。
串行通信接口标准
一、RS-232C接口
RS-232C是EIA（美国电子工业协会）1969年修订RS232C标准。RS-232C定义了数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间的物理接口标准。
1、机械特性
RS-232C接口规定使用25针连接器，连接器的尺寸及每个插针的排列位置都有明确的定义。（阳头）
RS-485 2线差分半双工 1.2KM@9600bps
信号定义
DataA, DataB, GND
接线成本连接设备数抗干扰能力故障诊断
低 (3 线) 32台强难
常用接口标准电路
一、RS-232接口电路
C1 DSP UART C2 TXD
+ +
C1+ C1-
V+ VCC
+
C3 +3.3V C5
1 13 1 5
14
25
6
9
2、功能特性
3、过程特性
过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正确地接收和发送数据。
TXD 计算机 RXD RTS DSR

串行通信与并行通信的区别

串⾏通信与并⾏通信的区别
⼀、基本概念
串⾏通信:⼀条信息的各位数据被按逐位按顺序传送。

并⾏通信：⼀条信息的数据可以按照多位传送，有更多的信号地线。

⼆、特点
串⾏通讯：两个设备之间通过⼀对信号线进⾏通讯，其中⼀根为信号线，另外⼀根为信号地线，信号电流通过信号线到达⽬标设备，再经过信号地线返回，构成⼀个信号回路。

并⾏通讯通常可以⼀次传送8bit、16bit、32bit甚⾄更⾼的位数，相应地就需要8根、16根、32根信号线，同时需要加⼊更多的信号地线。

通过串⾏通讯与并⾏通讯的对⽐，可以看出：串⾏通讯很简单，但是相对速度低；并⾏通讯⽐较复杂，但是相对速度⾼。

更重要的是，串⾏线路仅使⽤⼀对信号线，线路成本低并且抗⼲扰能⼒强，因此可以⽤在长距离通讯上；⽽并⾏线路使⽤多对信号线（还不包括额外的控制线路），线路成本⾼并且抗⼲扰能⼒差，因此对通讯距离有⾮常严格的限制。

串行通信实验原理

串行通信实验原理序串行通信技术是一种基本的数字通信技术，它已经广泛地应用于现代的数字通信系统中。

与并行通信相比，串行通信在处理速度高、传输距离远、信号线使用少等方面具有很大的优势，因此在现代计算机内部以及计算机与外部设备之间的通信中应用广泛。

串行通信实验是理解串行通信原理和掌握串行通信应用的基本途径之一。

本文将介绍串行通信实验的原理、步骤以及注意事项，希望能够对读者在学习串行通信方面起到一定的帮助。

一、实验原理1.串行通信的基本概念串行通信是一种数据传输的方式，数据信号按照一个比特一个比特地顺序传输，每个比特之间通过同步信号进行分隔。

与之相对应的是并行通信，其数据信号在多根信号线上并行传输。

串行通信具有传输距离远、传输速度快、线路简单等优点，因此被广泛应用于各种数字通信系统中。

2.串行通信的实现串行通信的实现需要用到一些重要的电路，包括移位寄存器、同步信号发生器等。

移位寄存器用于将数据按照顺序存入、读出，并进行位移操作；同步信号发生器则用于发生用于分隔数据的同步信号，使得发送方和接收方的时序保持一致。

三、实验步骤本实验以ASM51单片机为例，演示了串行通信的应用过程。

1.硬件连接将示波器的通道1连接到P1.0引脚上，通道2连接到P3.0引脚上，波形分别对应发送数据和接收数据。

2.编写程序编写程序，对串行通信的数据发送、接收、位移等进行设置和控制，具体实现过程如下：(1) 设置移位寄存器，将需要发送的数据从高位开始存入。

(2) 设置同步信号发生器，发生用于分隔数据的同步信号。

(3) 控制寄存器进行位移操作，将数据按照顺序读出并发送。

(4) 在接收方，需要通过串行口中断方式对接收到的数据进行判断和处理。

3.实验操作按照编写的程序对硬件进行操作，发送一些测试数据，观察示波器上的波形变化，以及数据是否正确接收和处理。

四、实验注意事项1.串行通信实验需要耐心和细心，对硬件和程序进行仔细的连接和设置。

2.在传输数据时，需要保证发送方和接收方的时序保持一致，否则可能会导致数据发送失败或者数据接收错误，因此需要认真设置同步信号发生器。

串行通信

20
2功率控制寄存器PCON
单片机的串行通信及仿真
PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关：
SMOD（PCON.7）波特率倍增位。在串行口方式1、方式2、方式3时，波特率与SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍。复位时， SMOD=0。
21
串行口的工作方式
一、方式0
单片机的串行通信及仿真
方式0时，串行口为同步移位寄存器的输入输出方式。主要用于扩展并行输入或输出口。数据由RXD（P3.0）引脚输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）引脚输出。发送和接收均为8位数据，低位在先，高位在后。波特率固定为fosc/12。 1、方式0输出
写入SBUF RXD（数据） TXD（移位脉冲） TI（中断标志）
TH1 TL1 1
控制门发送控制器
÷16
TI
去串口中断
≥1
A
T1溢出率
÷2
0 SMOD
接收控制器移位寄存器
RI
RXD SBUF
13
接收数据过程
单片机的串行通信及仿真
在进行通信时，当CPU允许接收时，即SCON的REN位
设置1时，外界数据通过引脚RXD（P3.0）串行输入，数据的最低位首先进入移位寄存器，一帧接收完毕后再并行送入接收数据缓冲寄存器SBUF中，同时将接收控制位即中断标志位RI置位，向CPU发出中断请求。
RXD 位采样脉冲 RI（中断标志）起始
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
停止位
25
方式2和方式3
单片机的串行通信及仿真
方式2或方式3时为11位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚，RXD为数据接பைடு நூலகம்引脚

串行通信

作场所多处于强电/户外等复杂环境，并且通信各方间距离一般较长，因此易受干扰。串行通信，波特率一定时，数据位的传输时间相对较短，由于串行通信的数据位采样/获取特点，位信息受干扰，整个字节数据就是错误信息。
现实中，容易带入串行通信干扰的因素包括：
（1）环境电磁干扰在串行通信工作设备附近，无可避免的存在强电设备、功率发射台等。这些设备发射/感应的强电磁场感应区内，环境电磁干扰强。串行通信设备工作在这种环境下，由于噪声(干扰)在信号电平上的叠加，引发了通信双方数据错误。
特点
特点
数据在单条一位宽的传输线上，一比特接一比特地按顺序传送的方式称为串行通信。在并行通信中，一个字节（8位）数据是在8条并行传输线上同时由源传到目的地；而在串行通信方式中，数据是在单条1位宽的传输线上一位接一位地顺序传送。这样一个字节的数据要分8次由低位到高位按顺序一位位地传送。由此可见，串行通信的特点如下：
简介
简介
串行通信技术，是指通信双方按位进行，遵守时序的一种通信方式。串行通信中，将数据按位依次传输，每位数据占据固定的时间长度，即可使用少数几条通信线路就可以完成系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。串行通信多用于系统间通信（多主控制系统）、设备间（主控设备与附属设备）、器件间（主控CPU与功能芯片）之间数据的串行传送，实现数据的传输与共享。
串行总线通信过程的显著特点是：通信线路少，布线简便易行，施工方便，结构灵活，系统间协商协议，自由度及灵活度较高，因此在电子电路设计、信息传递等诸多方面的应用越来越多。
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，特别适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

串口是串行接口（serial port）的简称，也称为串行通信接口或COM接口。

串口通信是指采用串行通信协议（serial communication）在一条信号线上将数据一个比特一个比特地逐位进行传输的通信模式。

串口按电气标准及协议来划分，包括RS-232-C、RS-422、RS485等。

1.串行通信在串行通信中，数据在1位宽的单条线路上进行传输，一个字节的数据要分为8次，由低位到高位按顺序一位一位的进行传送。

串行通信的数据是逐位传输的，发送方发送的每一位都具有固定的时间间隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。

不仅如此，接收方还必须能够确定一个信息组的开始和结束。

常用的两种基本串行通信方式包括同步通信和异步通信。

1.1串行同步通信同步通信（SYNC:synchronous data communication）是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这样就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。

同步通信把许多字符组成一个信息组（信息帧），每帧的开始用同步字符来指示，一次通信只传送一帧信息。

在传输数据的同时还需要传输时钟信号，以便接收方可以用时针信号来确定每个信息位。

同步通信的优点是传送信息的位数几乎不受限制，一次通信传输的数据有几十到几千个字节，通信效率较高。

同步通信的缺点是要求在通信中始终保持精确的同步时钟，即发送时钟和接收时钟要严格的同步（常用的做法是两个设备使用同一个时钟源）。

在后续的串口通信与编程中将只讨论异步通信方式，所以在这里就不对同步通信做过多的赘述了。

1.2串行异步通信异步通信（ASYNC:asynchronous data communication），又称为起止式异步通信，是以字符为单位进行传输的，字符之间没有固定的时间间隔要求，而每个字符中的各位则以固定的时间传送。

在异步通信中，收发双方取得同步是通过在字符格式中设置起始位和停止位的方法来实现的。

串行通信

控制符 8位 CRC1
数据块
CRC1
CRC2
标志符 01111110
HDLC格式
(e)
数据块
CRC2
外同步格式
若干字符组成数据块数据块前附加同步字符或标志符
数据块后附加校验字符或标志符
收发双方的数据必须保持位同步
收发双方必须用时钟同步
七、串行通信接口标准
1、EIA-RS-232C接口标准
串行通信基础
一、串行通信的基本特点
1.在1根传输线上,按位传输各种信息; 2.传输的数据有固定的格式; 3.对信号的逻辑定义和电平与TTL不兼容; 4.串行通信要求双方数据传输的速率必须一致; 5.串行通信易受干扰,需要进行差错的检测与控制; 6.串行通信既可以用于近距离,又可以用于远距离。并行通信
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，电话网是为音频模拟信号的设计的。一般为300～3400Hz，不适合于数字信号。调制（Modulating）把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号解调（Demodulating）将电话线路的模拟信号转换为数字信号调制解调器MODEM 具有调制和解调功能的器件频移键控法FSK、幅移键控法ASK、相移键控法PSK
TxRDY（Transmitter Ready）发送器准备好信号，高电平有效。当 8251A允许发送（即CTS*是低电平且操作命令字的TxEN位=1），并且发送数据／命令缓冲器为空时，此信号有效。 TxE（Transmitter Empty）发送器空信号，高电平有效。 TxRDY有效：发送数据缓冲器已空。TxE有效：发送移位寄存器已空。 TxRDY有效，TxE可能无效，TxE有效时，TxRDY一定有效。 RxRDY（Receiver Ready）接收器准备好信号，高电平有效。若命令寄存器的RxE位被置1（允许接收），则当8251A已经从它的串行输入端接收了一个字符，并完成了格式变换后，此信号有效。 8251A有2个端口:命令口（CS*=0，C/D*=1）、数据口（ CS*=0，C/D*=1 ）命令字写到命令口；对命令口执行读操作，得到8251A的状态字发送的数据送到数据口对数据口执行读操作，得到对方发来的数据。

串行通信

1.1.2 数据传输方向
--------> --------> --------> --------> <--------> --------> A-------B A--------B A-------B -------B --------B -------B
--------－－－－－－－－－ --------－－－－－－－－－
1.1.4串行通信接口电路串行通信--接口电路串行通信
能够完成上述“ 能够完成上述“串<- ->并”转换功能的电路，通常称为“通并转换功能的电路，通常称为“ 用异步收发器” 用异步收发器”（UART：Universal Asynchronous ： Receiver and Transmitter）,典型的芯片有：Intel 典型的芯片有：）典型的芯片有 8250/8251,16550。。
1.2.4 连接器的机械特性
引脚功能表
9针串口（DB9）针串口（DB9）针号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 功能说明数据载波检测接收数据发送数据数据终端准备信号地数据设备准备好请求发送清除发送振铃指示缩写 DCD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS DELL 针号 8 3 2 20 7 6 4 5 22 25针串口（DB25） 25针串口（DB25）针串口功能说明数据载波检测接收数据发送数据数据终端准备信号地数据准备好请求发送清除发送振铃指示缩写 DCD RXD TXD DTR GND DSR RTS CTS DELL
1.2.5 RS-232C的接口信号(续) RS-232C的接口信号(
• 接收线信号检出(Received 接收线信号检出(Received Line detectiondetectionRLSD)——用来表示DCE已接通通信链路，告知 RLSD)——用来表示DCE已接通通信链路，告知 DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链 DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的MODEM送来的载波信号时，路另一端（远地）的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由 RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由 MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据 MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线RxD送到终端。此线也叫做数据后，沿接收数据线RxD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data 载波检出(Data Carrier dectection-DCD）线。 dectection-DCD）线。振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM收到交换振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知终端，已被呼叫。

串行通信

串行通信协议

串行通信及串行扩展技术

串行通信原理

串行通信实验报告

串行通信的特点

串行通信概述

第七章 串行通信

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串行通信

串行通信工作方式

简述并行、串行、异步、同步通信原理

串行通信

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串行通信与并行通信的区别

串行通信实验原理

串行通信

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第七章串行通信