串行通信基本概念

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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。

串行通信总线

在计算机串行通信中主要使用半双工和全双工方式。一些简单的外部设备如键盘和打印机等与主机的通信大都采用半双工方式；全双工方式主要应用于实时性较强的交互式应用中，如计算机之间的通信等。
1.1串行通信的基本概念
1.2 信号的调制与解调
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，通信线路往往是借用现存的公用电话网，但是，电话网是为传输300～3400Hz间的音频模拟信号设计的，这对二进制数据的传输不适合。如果让数字信号直接在传输线上传送，高次谐波的衰减就会很厉害，从而使信号到了接收端后将发生严重畸变和失真。即使用性能更高的通信电缆(如粗、细75Ω同轴电缆等)传送，这种现象也不能避免，只不过传输距离可以远一些而已。所以，在发送时需将二进制信号调制成相应的音频信号，以适合在电话网上的传输。在接收时，需要对音频信号解调还原成数字信号。
1.2信号的调制与解调
采用调制器(modulator)把数字信号转换为模拟信号，送到通信链路上去，而用解调器(demodulator)再把从通信链路上收到的模拟信号转换数字信号。大多数情况下，通信是双向的，调制器和解调器全在一个装置中，这就是调制解调器 Modem，如图10.3所示。可见调制器和解调器是在利用电话网进行远程距离数据通信进所需的设备，因此把它叫做数据通信设备DCE或数传机(dataset)。
1.1串行通信的基本概念
2.半双工方式(half duplex)
如图10.2(b)中所示，半双工方式下数据能从A站传送到B站，也能从B站传送到A站，但是不能同时在两个方向上传送，每次只能由一个站发送、另一个站接收。通信双方可以通过软件控制的电子开关进行方向的切换，轮流地进行发送和接收。一般不工作时，A和B方均处于接收方式，以便随时响应对方的呼叫。目前多数终端和串行接口都为半双工方式提供了换向能力，也为全双工方式提供了两条独立的引脚。在实际使用时，一般并不需要通信双方同时既发送又接收，像打印机这类的单向传送设备，半双工甚至单工就能胜任，也无需倒向。

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

串行通信的基本概念1．串行通信与并行通信在微型计算机中，通信（数据交换）有两种方式：串行通信和并行通信。

串行通信——是指计算机与I/O设备之间仅通过一条传输线交换数据，数据的各位是按顺序依次一位接一位进行传送。

并行通信——是指计算机与I/O设备之间通过多条传输线交换数据，数据的各位同时进行传送。

应该理解所谓的并行和串行，仅是指I/O接口与I/O设备之间数据交换（通信）是并行或串行。

无论怎样CPU与I/O接口之间数据交换总是并行。

二者比较：串行通信的速度慢，但使用的传输设备成本低，可利用现有的通信手段和通信设备，适合于计算机的远程通信；并行通信的速度快，但使用的传输设备成本高，适合于近距离的数据传送。

2．异步串行方式的特点和字符格式（1）异步串行方式的特点所谓异步通信，是指数据传送以字符为单位，字符与字符间的传送是完全异步的，位与位之间的传送基本上是同步的。

异步串行通信的特点可以概括为：①以字符为单位传送信息。

②相邻两字符间的间隔是任意长。

③接收时钟和发送时钟只要相近就可以。

异步方式特点简单的说就是：字符间异步，字符内部各位同步。

（2）异步串行方式的数据格式（字符格式）异步串行通信的数据格式如图1所示，每个字符（每帧信息）由4个部分组成：①1位起始位，规定为低电0；②5～8位数据位，即要传送的有效信息；③1位奇偶校验位；④1～2位停止位，规定为高电平1。

图1 异步串行数据格式3．同步串行方式的特点和数据格式（1）同步串行方式的特点所谓同步通信，是指数据传送是以数据块（一组字符）为单位，字符与字符之间、字符内部的位与位之间都同步。

同步串行通信的特点可以概括为：①以数据块为单位传送信息。

②在一个数据块（信息帧）内，字符与字符间无间隔。

③接收时钟与发送进钟严格同步。

（2）同步、串行方式的数据格式同步串行通信的数据格式如图2所示，每个数据块（信息帧）由3个部分组成：①2个同步字符作为一个数据块(信息帧)的起始标志；②n个连续传送的数据③2个字节循环冗余校验码(CRC)图2 同步串行数据格式4．波特率、波特率因子与位周期波特率——是指单位时间传输二进制数据的位数，其单位为位/秒（B/S）或波特。

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。

串口工作原理

串口工作原理一、引言串口是计算机与外部设备之间进行数据传输的重要接口之一。

它广泛应用于各种领域，如通信、控制、仪器仪表等。

本文将详细介绍串口的工作原理。

二、串口的基本概念1. 串行通信串行通信是指在一个时刻只有一个位元（bit）被传输的通信方式。

与之相对的是并行通信，它可以同时传输多个位元。

2. 串口串口是计算机与外部设备之间进行数据传输的接口，它通过发送和接收数据来实现计算机与外部设备之间的通信。

3. 波特率波特率（Baud Rate）指每秒钟传送的码元（符号）数，它决定了数据传输速度。

常见的波特率有9600bps、115200bps等。

4. 数据位、停止位和校验位数据位指每个字符中包含的二进制位数，常用值为7或8；停止位指在每个字符后添加几个空闲位，常用值为1或2；校验位则用于检测数据传输过程中是否出现错误，常用值为奇校验、偶校验或无校验。

三、串口工作原理1. 发送端工作原理串口发送数据时，首先将数据转换为二进制形式，并将其存储在发送缓冲区中。

然后，串口控制器会读取发送缓冲区中的数据，并将其转换为电信号，通过串口线路传输到接收端。

在发送过程中，串口控制器会根据波特率、数据位、停止位和校验位等参数来生成相应的电信号，并将其送入串口线路。

具体来说，每个字符的传输包括起始位、数据位、可选的校验位和停止位。

2. 接收端工作原理当接收端检测到有信号输入时，它会将这些信号转换为数字形式，并存储在接收缓冲区中。

然后，计算机可以读取接收缓冲区中的数据并进行处理。

在接收过程中，串口控制器会根据波特率、数据位、停止位和校验位等参数来解析传输过来的电信号，并将其转换为二进制形式。

如果启用了校验功能，则还需要对接收到的数据进行校验以确保传输的准确性。

3. 数据流控制为了防止发送端和接收端之间出现速度不匹配导致的数据丢失或错误，通常需要使用数据流控制技术。

常见的数据流控制方式有硬件流控制和软件流控制。

硬件流控制是通过串口线路上的特殊信号来实现的，如RTS（请求发送）和CTS（清除发送）。

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
NEXT
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
BACK
NEXT

第二章串行通讯

第24页 2012年6月11日星期一
第2章串行通讯
RS－422A与RS－232C不兼容,双端平衡输出驱动, 双端差分接收,从而使其抑制共模干扰的能力更强,传输速率和传输距离比RS－ 423A更进一步。 RS－423A与RS－422A带负载能力较强,一个发送器可以带动10个接收器同时接收。RS－423A与RS－ 422A的电路连接分别如图 5-8(a),(b)所示。
第10页 2012年6月11日星期一
第2章串行通讯 1.总线描述
RS－232C标准定义了数据通信设备(DCE)与数据终端设备(DTE)之间进行串行数据传输的接口信息,规定了接口的电气信号和接插件的机械要求。RS— 232C对信号开关电平规定如下(负载3～7kΩ): 驱动器的输出电平为: 接收器的输入检测电平为: 逻辑“0”:+5～+15V 逻辑“0”:>+3V 逻辑“1”:-5～-15V 逻辑“1”:<-3V RS－232C采用负逻辑,噪声容限可达到2V。
第23页 2012年6月11日星期一
第2章串行通讯
针对以上不足,EIA于1977年制定了新标准(RS—449), 目的在于支持较高的传输速率和较远的传输距离。 RS－449标准定义了RS－232C所没有的10种电路功能,规定了37脚的连接器标准。RS－422A和RS－ 423A实际上只是RS－449标准的子集。 RS－423A与RS－232C兼容,单端输出驱动,双端差分接收。正信号逻辑电平为+200mV～+6V,负信号逻辑电平为-200mV～-6V。差分接收提高了总线的抗干扰能力,从而在传输速率和传输距离上都优于RS－ 232C。
第4页
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第2章串行通讯

串行通信ppt课件

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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。
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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。
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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
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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。

简述单片机串行通信的波特率

简述单片机串行通信的波特率摘要：一、单片机串行通信的基本概念二、波特率的定义及意义三、波特率的计算方法四、波特率与通信距离、数据速率的关系五、如何选择合适的波特率六、结论正文：一、单片机串行通信的基本概念单片机串行通信是指单片机通过串行接口与其他设备进行数据传输的过程。

在这个过程中，数据是一位一位地按照一定的时间间隔依次传输，从而实现数据的远程传输和控制。

串行通信在电子设备、计算机网络等领域有着广泛的应用。

二、波特率的定义及意义波特率（Baud Rate）是衡量串行通信数据传输速率的重要指标，它表示每秒钟传输的比特数。

波特率越高，数据传输速率越快。

在实际应用中，波特率决定了通信的稳定性和可靠性，因此选择合适的波特率至关重要。

三、波特率的计算方法波特率的计算公式为：波特率= 数据速率/ 传输位数。

其中，数据速率指的是单位时间内传输的比特数，传输位数指的是每个数据帧中数据的位数。

四、波特率与通信距离、数据速率的关系波特率与通信距离和数据速率之间存在一定的关系。

通信距离较远时，信号衰减较大，可能导致数据传输错误，此时应降低波特率以提高通信的可靠性。

而数据速率较高时，传输时间较短，可以适当提高波特率以提高传输效率。

五、如何选择合适的波特率选择波特率时，应综合考虑通信距离、数据速率、传输可靠性等因素。

在保证通信可靠性的前提下，尽量选择较高的波特率以提高传输效率。

此外，还需注意波特率与通信协议的兼容性，确保不同设备之间的顺畅通信。

六、结论单片机串行通信的波特率是衡量数据传输速率的重要指标，选择合适的波特率对保证通信的稳定性和可靠性具有重要意义。

串行通讯的基本概念

串行通讯的基本概念：与外界的信息交换称为通讯。

基本的通讯方式有并行通讯和串行通讯两种。

一条信息的各位数据被同时传送的通讯方式称为并行通讯。

并行通讯的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率高，但有多少数据位就需多少根数据线，因此传送成本高，且只适用于近距离（相距数米）的通讯。

一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。

串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但送速度慢。

串行通讯的距离可以从几米到几千米。

根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

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

串行通讯又分为异步通讯和同步通讯两种方式。

在单片机中，主要使用异步通讯方式。

MCS_51单片机有一个全双工串行口。

全双工的串行通讯只需要一根输出线和一根输入线。

数据的输出又称发送数据（TXD），数据的输入又称接收数据（RXD）。

串行通讯中主要有两个技术问题，一个是数据传送、另一个是数据转换。

数据传送主要解决传送中的标准、格式及工作方式等问题。

数据转换是指数据的串并行转换。

具体说，在发送端，要把并行数据转换为串行数据；而在接收端，却要把接收到的串行数据转换为并行数据。

单工、半双工和全双工的定义如果在通信过程的任意时刻，信息只能由一方A传到另一方B，则称为单工。

如果在任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能由一个方向上的传输存在，称为半双工传输。

如果在任意时刻，线路上存在A到B和B到A的双向信号传输，则称为全双工。

电话线就是二线全双工信道。

由于采用了回波抵消技术，双向的传输信号不致混淆不清。

双工信道有时也将收、发信道分开，采用分离的线路或频带传输相反方向的信号，如回线传输。

--------> <--------> -------->A---------B A----------B A---------B<--------单工半双工全双工串口通讯—全双工和半双工方式在串行通信中，数据通常是在两个站（如终端和微机）之间进行传送，按照数据流的方向可分成三种基本的传送方式：全双工、半双工、和单工。

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。

项目4：知识1串行通信

接收器
(b)半双工方式
A 发送器接收器数据线数据线
B
接收器发送器
(c)全双工方式
图9.4 串行通信的3种连接方式
3、同步与异步通信方式
1. 异步通信方式（ASYNC）
第n个字符字符
空闲位 1
7位数据位
0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6
2. 同步通信方式（SYNC）
在异步通信中，每个字符都要用起始位和停止位来使通信双方同步，这些附加的额外信息，使得异步通信的传输效率不高。在需传输大量数据的场合，为提高传输效率和速度，常去掉这些附加位，即采用同步通信SYNC（Synchronous data Communication）
同步字符数据块 CRC1 CRC2
格式：起始位 0 0/1 0/1 数据位校验位 0/1
空闲位 1
一个字符
1 1 停止位
100*（1+8+1+2）=1200 bps 例2：一个异步串行发送器，发送具有7位数据位的字符,传送波特率为1800，字符格式为：1个奇偶校验位，1个停止位，问，十秒钟内传送了多少个字符? 10 * 1800/(1+7+1+1) = 1800
产生错位，从而导致通信出错，同步通信要求接收和发送的时钟完全同步，不能有误差。实际应用中，同步传送常
在收、发双方间使用同一时钟，故硬件电路比较复杂。
4波特率与收/发时钟
1. 波特率
计算机串行通信中常用波特率（Baud rate）来表示数据传输率，波特率的单位是bit/s，即每秒所传送的二进制位数。常用的标准值有110，300，600，1200， 2400，4800，9600，19200波特等。

串行通讯简单认识(单工、半双工和全双工的定义)

串行通讯简单认识单工、半双工和全双工的定义串行通讯的基本概念：与外界的信息交换称为通讯。

基本的通讯方式有并行通讯和串行通讯两种。

一条信息的各位数据被同时传送的通讯方式称为并行通讯。

一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。

串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但送速度慢。

串行通讯的距离可以从几米到几千米。

根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

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

串行通讯又分为异步通讯和同步通讯两种方式。

在单片机中，主要使用异步通讯方式。

MCS_51单片机有一个全双工串行口。

全双工的串行通讯只需要一根输出线和一根输入线。

数据的输出又称发送数据（TXD），数据的输入又称接收数据（RXD）。

串行通讯中主要有两个技术问题，一个是数据传送、另一个是数据转换。

数据传送主要解决传送中的标准、格式及工作方式等问题。

数据转换是指数据的串并行转换。

具体说，在发送端，要把并行数据转换为串行数据；而在接收端，却要把接收到的串行数据转换为并行数据。

单工、半双工和全双工的定义如果在通信过程的任意时刻，信息只能由一方A传到另一方B，则称为单工。

如果在任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能由一个方向上的传输存在，称为半双工传输。

如果在任意时刻，线路上存在A到B和B到A的双向信号传输，则称为全双工。

电话线就是二线全双工信道。

由于采用了回波抵消技术，双向的传输信号不致混淆不清。

双工信道有时也将收、发信道分开，采用分离的线路或频带传输相反方向的信号，如回线传输。

串口通讯—全双工和半双工方式在串行通信中，数据通常是在两个站（如终端和微机）之间进行传送，按照数据流的方向可分成三种基本的传送方式：全双工、半双工、和单工。

串行通信协议

串行通信协议串行通信协议:计算机与外设或计算机之间的通信通常有两种方式：并行通信和串行通信。

并行通信指数据的各位同时传送。

并行方式传输数据速度快，但占用的通信线多，传输数据的可靠性随距离的增加而下降，只适用于近距离的数据传送。

串行通信是指在单根数据线上将数据一位一位地依次传送。

发送过程中，每发送完一个数据，再发送第二个，依此类推。

接受数据时，每次从单根数据线上一位一位地依次接受，再把它们拼成一个完整的数据。

在远距离数据通信中，一般采用串行通信方式，它具有占用通信线少、成本低等优点。

1、串行通信的基本概念(1)同步和异步通信方式串行通信有两种最基本的通信方式：同步串行通信方式和异步串行通信方式。

同步串行通信方式是指在相同的数据传送速率下，发送端和接受端的通信频率保持严格同步。

由于不需要使用起始位和停止位，可以提高数据的传输速率，但发送器和接受器的成本较高。

异步串行通信是指发送端和接受端在相同的波特率下不需要严格地同步，允许有相对的时间时延，即收、发两端的频率偏差在10％以内，就能保证正确实现通信。

异步通信在不发送数据时，数据信号线上总是呈现高电平状态，称为空闲状态（又称MARK状态）。

当有数据发送时，信号线变成低电平，并持续一位的时间，用于表示发送字符的开始，该位称为起始位，也称SPACE状态。

起始位之后，在信号线上依次出现待发送的每一位字符数据，并且按照先低位后高位的顺序逐位发送。

采用不同的字符编码方案，待发送的每个字符的位数不同，在5、6、7或8位之间选择。

数据位的后面可以加上一位奇偶校验位，也可以不加，由编程指定。

最后传送的是停止位，一般选择1位、1.5位或2位。

(2)数据传送方式①单工方式。

单工方式采用一根数据传输线，只允许数据按照固定的方向传送。

图8(a)中A只能作为发送器，B只能作为接收器，数据只能从A传送到B，不能从B传送到A。

②半双工方式。

半双工方式采用一根数据传输线，允许数据分时地在两个方向传送，但不能同时双向传送。

串行通信的基本概念

串行通信的基本概念000通过上一章的介绍，读者对我电子琴的设计已经有了完整的了解，下面我就对我的设计重要组成部分――串口通信模块UART作一下介绍。

首先我要简要介绍一下串口通信的一些概念和协议标准，然后再阐述我是如何用VHDL语言来实现串口通信模块设计的。

4.1串行通信的基本概念1.数据传送方式在串行通信中，数据在通信线路上的传送有三种方式:1)单工(Simplex)方式:数据只能按一个固定的方向传送。

2)半双工(Half-duplex)方式:数据可以分时在两个方向传输，但是不能同时双向传输。

3)全双工(Full-duplex)方式:数据可以同时在两个方向上传输。

2.波特率和收/发时钟1)波特率所谓波特率，系指单位时间内传送的二进制数据的位数，以位/秒为单位，所以有时也叫数据位率。

它是衡量串行数据传送速度快慢的重要指标和参量。

2)收/发时钟在串行通信中，无论是发送还是接收，都必须有时钟信号对传送的数据进行定位和同步控制。

通常收/发时钟频率与波特率之间有下列关系:收/发时钟频率=n×波特率一般n取1，16，32，64等。

对于异步通信，常采用n=16;对于同步通信，则必须取n=1。

3.误码率和串行通信中的差错控制1)误码率所谓误码率，是指数据经过传输后发生错误的位数(码元数)与总传输位数(总码元数)之比，其与通信线路质量、干扰大小及波特率等因素有关，一般要求误码率达到10-6数量级。

2)差错控制为了减小误码率，一方面要从硬件和软件两个面对通信系统进行可靠性设计，以达到尽量少出错的目的;另一方面就是对传输的信息采用一定的检错、纠错编码技术，以便发现和纠正传输过程中可能出现的差错。

常用的编码技术有:奇偶校验、循环冗余码校验、海明码校验、交叉奇偶校验等。

4.串行通信的基本方式串行通信的基本方式可分为两种:1)异步串行方式:通信的数据流中，字符间异步，字符内部各位间同步。

2)同步串行方式:通信的数据流中，字符间以及字符内部各位间都同步。

第6章--串行接口及串行通信技术

停起奇偶止始校验位位
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