串行通信技术-模拟信号转换接口
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
单片机接口技术的基本原理
单片机接口技术的基本原理单片机是一种集成电路，具有微处理器核心、存储器、输入输出接口和定时/计数功能。
它可以用于控制各种电子设备，从家电到汽车电子系统。
接口技术是单片机与其它设备进行通信和控制的关键。
接口技术允许单片机与外部设备之间进行数据交换和相互操作。
在单片机系统中，接口技术可以分为数字接口和模拟接口两种类型。
1. 数字接口技术数字接口技术是通过数字信号进行通信和控制的。
它可以分为并行接口和串行接口两种。
1.1 并行接口并行接口是指单片机和外部设备之间同时传输多个数据位。
它可以分为通用并行接口（GPIO）和专用并行接口（如LCD接口、SD卡接口）两种类型。
通用并行接口（GPIO）是单片机器件上的一组设置为输入或输出的引脚，可以用来和外部设备通信。
通过软件编程，可以将这些引脚设置为输入以读取外部设备发送的数据，或者设置为输出以向外部设备发送数据。
专用并行接口通常用于特定的外部设备，比如连接液晶显示屏或SD卡读卡器。
这些接口具有更多的引脚和复杂的通信协议，可以实现高速数据传输和显示控制。
1.2 串行接口串行接口是指单片机和外部设备之间通过一根数据线按顺序传输数据位。
它可以分为同步串行接口和异步串行接口两种类型。
同步串行接口使用时钟信号同步数据传输，速度较快，但通信协议复杂。
常见的同步串行接口包括SPI（串行外设接口）、I2C（两线式串行通信接口）和CAN （控制器局域网）等。
异步串行接口通过起始位和停止位标记传输的字节，并且没有时钟信号。
它简单易用，常用于普通串口通讯（UART），用于与计算机、模块或其他单片机进行通信。
2. 模拟接口技术模拟接口技术是通过模拟信号进行通信和控制的。
它常用于测量、传感器和执行器之间的数据传输。
模拟接口技术包括模拟输入和模拟输出两种。
2.1 模拟输入模拟输入是将外部模拟信号转换为数字信号，供单片机进行处理和分析。
常见的模拟输入技术包括模数转换器（ADC）和电压比较器。
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。
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。
微机原理与接口技术并串行通信接口课件
；8251查询发送程序段
NEXT: MOV AL, [BX] OUT 50H, AL INC BX
WT: IN AL, 51H TEST AL, 01H JZ WT LOOP NEXT HLT
8251应用试验
【试验6】采用查询方式把26个大写英文字母从8251自发自 收, 并转换成小写字母显示。
8251旳引脚特征
◆发送器/接受器信号：
RxD ：串行数据输入。 TxD： 串行数据输出。 RxC：接受器时钟输入。
TxC：发送器时钟输入。
◆ MODEM信号：
DTR：数据终端准备好状态, 输出, 低电平有效。 DSR：数据准备好状态, 输入, 低电平有效。 RTS：祈求发送信号, 输出, 低电平有效。 CTS：允许传送信号, 输入, 低电平有效。
◆ 8251接受器旳主要部件
移位寄存器、同步字符寄存器（2个）、数据位计数 器、奇/偶校验位检测器等。
8251发送器工作过程
◆ 8251异步通信旳发送： 发送器把发送数据寄存器旳数据组织成一帧字符信息，从TxD端逐 位发送出去, 即先发送起始位（“0”）, 再逐位发送字符数据位, 并 根据编程设定在字符数据位后发送校验位和停止位。 若发送器没有字符帧信息发送, 则发送“1”空闲位。
D7~D0：双向、三态数据线。 CLK：时钟信号, 输入。 RESET：复位信号, 输入, 高电平有效。 CS：片选信号, 输入, 低电平有效。 C/D：控制/数据端口选择输入线。（A0） RD , WR：读, 写选通信号, 输入, 低电平有效。
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。
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。
《微机原理与接口技术》教案
《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 微机的发展历程1.2 微机的组成与工作原理1.3 微机系统的性能指标1.4 微机在我国的应用与发展第二章：微处理器2.1 微处理器的结构与工作原理2.2 微处理器的性能评价2.3 常见微处理器简介2.4 微处理器的编程与应用第三章：存储器3.1 存储器的分类与性能3.2 随机存储器（RAM）3.3 只读存储器（ROM）3.4 存储器扩展与接口技术第四章：输入/输出接口技术4.1 I/O接口的基本概念4.2 I/O接口的编址方式4.3 常见I/O接口芯片介绍4.4 I/O接口的程序设计第五章：中断与DMA控制5.1 中断的概念与原理5.2 中断处理程序的编写5.3 DMA控制原理与实现5.4 中断与DMA在微机系统中的应用第六章：串行通信接口6.1 串行通信的基本概念6.2 串行通信的接口标准6.3 串行通信接口电路设计6.4 串行通信在微机系统中的应用第七章：并行通信接口7.1 并行通信的基本概念7.2 并行通信的接口标准7.3 并行通信接口电路设计7.4 并行通信在微机系统中的应用第八章：总线技术8.1 总线的概念与分类8.2 总线标准与协议8.3 总线接口电路设计8.4 总线在微机系统中的应用第九章：模拟接口技术9.1 模拟接口的基本概念9.2 模拟接口的电路设计9.3 模拟接口的信号转换技术9.4 模拟接口在微机系统中的应用第十章：微机系统的可靠性设计与维护10.1 微机系统的可靠性概述10.2 微机系统的可靠性设计10.3 微机系统的维护与故障诊断10.4 提高微机系统可靠性的措施重点和难点解析重点环节一：微机的发展历程与微机系统的性能指标解析：了解微机的发展历程对于理解微机原理与接口技术具有重要意义。
掌握微机系统的性能指标有助于评估和选择合适的微机系统。
重点环节二：微处理器的结构与工作原理解析：微处理器是微机系统的核心部件，理解其结构与工作原理对于深入学习微机原理与接口技术至关重要。
单片机与电脑接口(TTL与RS232电平模拟转换)电路及工作原理分析
单片机与电脑接口（TTL与RS232电平模拟转换）电路及工作原理分析RS232接口概述RS232接口又称DB9接口，是现在主流的串行通信接口之一。
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。
2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps；
3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。
RS232接口说明：1 载波检测DCD
2 接收数据RXD
3 发送数据TXD
4 数据终端准备好DTR
5 信号地SG
6 数据准备好DSR
7 请求发送RTS
8 清除发送CTS
9 振铃提示
RS232接口电平：RS232采用负逻辑电平
-15~-3：逻辑1；
+15~+3：逻辑0；
电压值通常在7V左右
我们可以使用串口电缆直接连接两台PC机的串口，实现两台PC机的串口通讯。
但是PC 机和单片机的通讯却不能够用电缆直接进行连接，原因是PC机RS232串口的电平标准和单片机的TTL电平不一致，因此单片机和PC机之间的串口通讯必须要有一个RS232/TTL。
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。
RS-232C技术详解
RS232C接口技术详解RS 232C接口技术详解RS232C接口是数据通信中最重要的、而且是完全遵循数据通信标准的一种接口。
它的作用是定义DTE设备（终端、计算机、文字处理机和多路复用机等）和DCE设备（将数字信号转换成模拟信号的调制解调器）之间的接口。
图1为数据通信的模型。
调制解调器（DCE）的一端通过标准插座和传输设施连接在一起，调制解调器的另一端通过接口与终端（DTE）连接在一起。
R S - 2 3 2 - C是美国电子工业协会（Electrical Industrial Association，E I A）于1 9 7 3年提出的串行通信接口标准，主要用于模拟信道传输数字信号的场合。
EIA协会促进了标准化工作，故RS323C常简称为EIA接口终端MODEMMODEM终端RS232C接口RS232接口传输设备图1 数据通信模式1．RS232C的电气特性接口的电气特性用来确定该接口的电压电平和电压变化的定时关系。
RS232C标准给出以下定义：比-3V更低的电压电平=二进制1=传号比+3V更高的电压电平=二进制0=空号在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V～-15V逻辑0(SPACE)=+3～＋15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15VDTE和DCE都必须用同一个电压电平表示。
这些电气特性确定了RS232C接口所能实现的距离和数据率。
信号的传输距离在RS232C中并没有明确标明。
然而所规定的连接DTE与DCE设备的电缆允许的最大容量。
采用双绞线时，通常表示距离极限为50英尺。
（频带MODEM 传输时，异步方式速率最高为115.2Kbps,同步方式最高为128Kbps;基带MODEM用同步方式，速率为64Kbps---2Mbps，很少用异步方式）. R S - 2 3 2 - C与CCITT的V. 2 8建议很相近。
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。
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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#include "in430.h"unsigned int i,j,done,count;char string[32];void USCIA0_int();int main( void ){// Stop watchdog timer to prevent time out resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;USCIA0_int();i=0;j=0;done=0;IE2|=UCA0RXIE;_EINT();while(1){if(done==1){IE2|=UCA0TXIE;}else{IE2&=~UCA0TXIE;}}}void USCIA0_int(){UCA0CTL1|=UCSWRST;P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2; //端口设置UCA0CTL1|=UCSSEL_1+UCRXEIE; //时钟选择设置UCA0BR1=0;UCA0BR0=3; //波特率设置UCA0MCTL=UCBRS_3;UCA0CTL1&=~UCSWRST;}#pragma vector=USCIAB0RX_VECTOR//接收中断子程__interrupt void UCA0RX_ISR(){string[i]=UCA0RXBUF;if(string[i]=='@'){done=1;（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#pragma vector=ADC10_VECTOR//中断子程__interrupt void ADC10_ISR(){buffer[i]=ADC10MEM;sum=sum+buffer[i];i++;if(i==4){vin=((sum/4)*3.5/1023);sum=0;i=0;}}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#include "io430.h"#include "in430.h"unsigned buffer[32];unsigned int i=0,sum;unsigned char NUM_tab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; int vin;float vin1;void seg(int number);int main( void ){// Stop watchdog timer to prevent time out resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P1SEL&=~(BIT0+BIT1+BIT2+BIT3);P1SEL2&=~(BIT0+BIT1+BIT2+BIT3);P1DIR|=(BIT0+BIT1+BIT2+BIT3);P2SEL=0;P2SEL2=0;P2DIR=0xff;ADC10AE0|=BIT5; //允许A0管脚模拟输入(改为BIT5)ADC10CTL0&=~ENC; //禁止ADC10转换ADC10CTL1|=INCH_5; //采样通道为A0(改为INCH_5)ADC10CTL0|=ADC10ON+ENC; //给内核供电允许转换ADC10CTL0|=ADC10IE;_EINT();ADC10CTL0|=ADC10SC;sum=0;while(1){seg(vin);ADC10CTL0|=ADC10SC;}}#pragma vector=ADC10_VECTOR__interrupt void ADC10_ISR(){buffer[i]=ADC10MEM;sum=sum+buffer[i];i++;if(i==4){vin1=100*((sum/4)*3.4962/1023);vin=(int)vin1;sum=0;i=0;}}（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。