点对点串行通信.pptx
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(单片机原理与应用实验)实验9点对点串行通信
波特率
串行通信接口
单片机上的串行通信接口通常包括发 送数据端（TXD）、接收数据端 （RXD）和地线（GND）。
表示每秒钟传输的位数，是衡量串行 通信速度的参数。
串行通信的分类
同步串行通信与异步串行通信
同步串行通信是指发送方和接收方以相同的时钟频率进行数据传输，而异步串 行通信则没有共同的时钟频率。
02
例如，空调的温度设置、电视的频道切换等操作，都是通过性、易扩展等优点，因此
03
在智能家居领域得到广泛应用。
在工业控制中的应用
在工业控制系统中，各种传感器、执行器等设备需要实时地进行数据传输和控制。 点对点串行通信能够满足工业控制领域对实时性、可靠性和安全性的高要求。
波特率设置
波特率计算
根据通信协议的要求，计算出合 适的波特率。常用的波特率有 9600、19200、4800等。
寄存器配置
根据计算出的波特率，配置单片 机串行通信接口的相关寄存器， 以实现所需的波特率。
测试与调整
在实际通信过程中，可能需要根 据实际情况调整波特率，以确保 数据传输的稳定性和正确性。
(单片机原理与应用实 验)实验9点对点串行 通信
contents
目录
• 单片机串行通信原理 • 点对点串行通信的实现 • 单片机点对点串行通信实验步骤 • 点对点串行通信的应用 • 点对点串行通信的优缺点 • 点对点串行通信的未来发展
01
单片机串行通信原理
串行通信的基本概念
串行通信
指数据在单条线路上一位一位地传输， 具有节省传输线、成本低、远距离传 输可靠等优点。
单工、半双工和全双工串行通信
单工是指数据只能向一个方向传输，半双工是指数据可以在两个方向上传输， 但不能同时进行，全双工则是指数据可以在两个方向上同时传输。
串行通信概述PPT模板
异 步 通 信 的 数 据 格 式
—4—
起始位为0（占用1位），表示一个字符的开始，可用于同步接收方的时 钟，以确保能够正确接收随后的数据；停止位为1（占用1～2位），表示一个 字符的结束；无字符传递时，表示空闲，空闲位为1。接收端不断检测线路的 状态，在连续接收到逻辑“1”后收到一个逻辑“0”，表示新的字符帧开始 传送。
（a） 25针串行口原理图
（b） 9针串行口原理图 —12—
（c） 9针串行口实图
RS-232C引脚信号可以分为数据发送与接收和联络两部分，其中，RXD和TXD是数据发送与接收信 号，用于DTE与DCE之间交换信息；其他信号属于联络信号，用于保证信息正确无误地传输。如表所 示为9针串行口和25针串行口的部分引脚定义。
地线（Ground）
数据准备好（Data Set Ready）
请求发送（Request To Send）
清除发送（Clear To Send）
—13—
振铃指示（Ring Indicator）
3．RS-232C的通信距离和速度
RS-232C规定最大的负载电容为2500pF，这个电容限制了传 输距离和传输速率，在不使用调制解调器（Modem）时，RS-232 能够可靠进行数据传输的最大通信距离为15米，对于RS232C远程 通信，必须通过调制解调器进行远程通信连接。
同步通信方式以多个字符组成的数据块为传输单位连续地传送数据，在数据块开始时用同步字符来 指示，其数据格式如图所示。同步通信对硬件要求较高，适合于需要传送大量数据的场合。
同 步 通 信 的 数 据 格 式
—6—
串行通信的制式 two
串行通信按数据传送的方向可分为单工、半双工和全双工三种制式，如图所示。
《点对点通信》课件
点对点通信的发展与前景
点对点通信技术的发 展历程
从最早的P2P文件共享到现在的 P2P语音、视频通话和游戏。
点对点通信市场的前 景与趋势
随着网络带宽的提升和技术的发 展，点对点通信市场前景广阔。
未来的发展方向与应 用领域
点对点通信将在物联网、区块链 等领域发挥重要作用。
结论
通过本课件的学习，我们总结了P2P通信的特点、应用、实现原理、安全性问 题等内容，并展望了P2P通信的未来发展及其影响。
3
NAT穿透
通过一系列技术手段，将数据从私有网络中 转发到公网。
DHT算法
通过分布式哈希表实现节点的查找和通信。
点对点通信的安全性问题
1 拒绝服务攻击
攻击者通过发送大量请求使网络资源耗尽，导致服务不可用。
2 DOS攻击
攻击者通过占用网络带宽或消耗服务器资源，使合法用户无法正常访问。
3 节点攻击
攻击者通过控制节点破坏点对点通信的数据传输过程。
《点对点通信》PPT课件
点对点通信是指直接在两个节点之间传输数据的通信方式。本课件将介绍点 对点通信的定义、特点、优缺点以及应用领域等内容。
什么是点对点通信？
• 点对点通信是一种直接在两个节点之间进行数据传输的通信方式。 • 它不需要经过中间节点进行转发。 • 点对点通信可以实现快速、高效的数据传输。
点对点通信的应用
P2P文件共享
通过点对点通信技术实现文件的快速共享和下载。
P2P语音、视频通话
利用点对点通信技术进行实时语音和视频通信。
P2P游戏
使用点对点通信技术实现多玩家游戏的联机功能。
点对点通信的实现原理
1
STUN、TURN、ICE技术网络地
址转换和穿透问题。
点对点串行通信共35页
MOV C，P
ANL C，/RB8
;计算P× R B 8
MOV F0，C
;暂时保存在F0标志中
MOV C，RB8
ANL C，/P
;计算RB8× P
实验9 点对点串行通信
ORL C，F0 JC EXIT ;校验正确！ MOV RXDBUF，A SETB RXDB EXIT: POP PSW POP ACC RETI END
实验9 点对点串行通信
与串行发送有关的发送参考程序如下：
TXDB DATA 30H ;发送缓冲区
TXDC DATA 35H
;发送/接收字节计数器
TXDOK BIT 07H ;发送成功标志(1表示成功；0表示失败)
;初始化串行口
MOV SCON，#11010000B ;串行口工作在方式3，SM2=0，以便 用TB8位
实验9 点对点串行通信
四、实验内容、过程及要求 1．串行通信格式的约定 (1) 波特率(CPS)为4800。假设晶振频率为11.0592 MHz，
使用定时器T1溢出率作发送、接收波特率，则定时器T1重装 初值C=0FAH(不倍增)。
(2) 数据长度为9位，其中b7～b0为数据位，b8为奇偶校 验位。
试在实验7的基础上，增加单字节串行通信功能，使程序具 备在任一实验板上按下某一按键时，两块板同时显示被按下的 键名。
下面给出了与串行通信有关的程序段，完整程序由读者编 写。
实验9 点对点串行通信
;初始化定时器T1(将定时器T1的溢出信号作串行通信波特率发生器输 入信号)
MOV TL1，#250
;4800波特率对应定时器初值
实验9 点对点串行通信
一、实验目的 (1) 理解串行通信概念。 (2) 掌握MCS-51串行通信口的初始化方法、步骤。 (3) 掌握串行发送、接收程序的编写方法。 理解串行通信波特率误差允许范围。
微机接口第4章-串行通信PPT课件
“0”对应”f1”
FM
“1”对应“f2”
f1
(3)调相（PM）
载波初始相位随基带数字信号而
变化.
PM
“0”对应相位0度
“1”对应相位180度
100
f2 0度
11
180度
四、信息的检错与纠错 串行数据在传输过程中，由于干扰而引起误码是难免的，
这直接影响通信系统的可靠性，对通信中的检/纠错能力是衡 量一个通信系统的重要指标。
3. 发送/接收时钟： 发送数据时，发送器在发送时钟（下降沿）作用下将发送移
位寄存器的数据按位串行移位输出； 接收数据时，接收器在接收时钟（上升沿）作用下对来自通信 线上的串行数据，按位串行移入接收移位寄存器。 通常，接收时钟频率高于波特率，以提高采样分辨率。 4. 波特因子（Factor）： 发送/接收一个数据位所需要的时钟脉冲个数，单位为个/位。 收/发时钟脉冲与波特率之间的关系为： Txc = Baud × Factor
3.特定字符的定义： SYN：同步字符（Synchronous），表示一帧的开始； SOH：序始字符（Start of Header），表示标题的开始； 标题：包括源地址，目的地址，路由指示等信息； STX：文始字符（Start of Text），表示正文开始。 ETB/ETX：组终字符（End of Transmission Block）/文终字符 （End of Text）
4.2 串行通信的数据格式
面向字符（character Oriented）
同步数据 面向比特（Bit）
分类
面向字节计数
异步数据
一、起止式异步通信数据格式 1.格式 ①每个字符总是以起始位开始（“0”），以停止位（“1”）结束。
串行通信基础知识ppt课件
23
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2线与4线传输
24
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RS-422 信号
接线： 4 线全双工
信号 TxA TxB RxA RxB 120Ω GND
接线
信号
RxA 120Ω RxB
TxA TxB GND
优势
1. 抗干扰能力强 2. 传输距离长 (可达 1.2公里) 25 精选版3课. 支件pp持t 点对点和多站通讯方式
2. 判断当前频率是否有信号? (检查线路上是否有数据)
3. 确认当前频率空闲, 按键讲话对方可以听到; (线中上没有数据, 切换状态到数据发送)
A
4. 话讲完后, 松开按键, 回到监听状态; (数据接收状态)
B
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ADDC (自动数据流控)
当使用2线RS485时,最重要的就是要确认数据收发状态.由于RS485-2W界面 的一些限制,只有一个节点(在一根2线RS485总线上)可以在任何时候传输信 号.这个要传输数据的节点必须把数据发送打开,在数据发送完之后关闭.
MOXA定义 为信号正 A为信号负
|A-B|>200mv
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RS-422 特性
RS-422传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到1200米（速 率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10 个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡 传输方式，被命名为TIA/EIA-422-A标准。
模式 - 当有数据发送时设置RTS信号， 同时断开监听模式 - 当数据发送完成之后清除RTS信号，转回监听模式 - RTS 状态由用户软件控制
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《串行通信》PPT课件
范例如图：
某 帧数据
…… …… 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1
起
数据位
偶停
始
校止
位
验位
位
…… ……
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1.4 UART的应用
UART一般可以应用到如下一些场合：
1.芯片间的近距离通信 2.与PC机之间的通信 3.模块之间的远距离通信
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1、芯片间的近距离通信
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7
1.5 串行通信分类
串行通信标准有许多，下面仅对部分常见的串行通信标
准进行简单介绍 。
串行通信标 准
引脚
引脚说明
UART
TXD、RXD、 GND
（三线）
TXD：发送端 RXD：接收端
1-Wire DQ （一线） DQ：发送/接收端
SCK：同步时钟
SCK、MISO、 MISO：主机输入，从机输
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1.2.2 74LS164真值表
输入
Clear Clock
AB
L
X
XX
H
L
XX
H
↑
HH
H
↑
LX
H
↑
XL
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输出 QA QB ···QH LLL
HHH LLL LLL
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74LS164的时钟是由ARM处理器产生，每来1个上升 沿74LS164就接收1位数据。
假设要使QA~QH=10110011，则ARM要发送一串数 据10110011给A、B输入端，并产生相应的时钟信号。 如下图：
内核
输出数 据缓冲
器
…
串行通讯的概念ppt课件
并行接口
目前，计算机中的并行针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。 现在有五种常见的并口：4位、8位、半8位、EPP和ECP，大多数PC机配有4位或8位的并口，许多利用Intel386芯片组的便携机配有EPP口，支持全部IEEE1284并口规格的计算机配有ECP并口。 标准并行口4位、8位、半8位:4位口一次只能输入4位数据，但可以输出8位数据；8位口可以一次输入和输出8位数据；半8位也可以。 EPP口（增强并行口）:由Intel等公司开发，允许8位双向数据传送，可以连接各种非打印机设备，如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和CDROM 驱动器等。 ECP口（扩展并行口）:由Microsoft、HP公司开发，能支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址，在多任务环境下可以使用DMA（直接存储器 访问）。
RS-232C的接口信号 ---TxD RxD
（2）数据发送与接收线： 发送数据(Transmitted data-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。 接收数据(Received data-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。 （3）地线 有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线，无方向。
RS-232C的接口信号 RTS CTS
请求发送(Request to send-RTS)——用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。 允许发送（Clear to send-CTS）——用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。 这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。
目前，计算机中的并行针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。 现在有五种常见的并口：4位、8位、半8位、EPP和ECP，大多数PC机配有4位或8位的并口，许多利用Intel386芯片组的便携机配有EPP口，支持全部IEEE1284并口规格的计算机配有ECP并口。 标准并行口4位、8位、半8位:4位口一次只能输入4位数据，但可以输出8位数据；8位口可以一次输入和输出8位数据；半8位也可以。 EPP口（增强并行口）:由Intel等公司开发，允许8位双向数据传送，可以连接各种非打印机设备，如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和CDROM 驱动器等。 ECP口（扩展并行口）:由Microsoft、HP公司开发，能支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址，在多任务环境下可以使用DMA（直接存储器 访问）。
RS-232C的接口信号 ---TxD RxD
（2）数据发送与接收线： 发送数据(Transmitted data-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。 接收数据(Received data-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。 （3）地线 有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线，无方向。
RS-232C的接口信号 RTS CTS
请求发送(Request to send-RTS)——用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。 允许发送（Clear to send-CTS）——用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。 这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。
《点对点通信系统》课件
循环码
一种具有循环特性的线性码，具有较 低的编码复杂度和良好的纠错性能。
交织编码
通过打乱码元序列的排列顺序，降低 连续错误的发生概率，提高纠错能力 。
扩频通信技术
直接序列扩频（DSSS）
通过将信号频谱扩展至较宽的频带，降低信 号干扰和截获概率。
跳频扩频（FHSS）
通过不断改变信号的载波频率，躲避干扰和 抗多径干扰。
数字信号编码
采用数字编码技术对信号进行 编码，提高信号的抗干扰能力 和传输可靠性。
数字同步技术
通过数字算法实现信号的同步 处理，确保信号的正确接收和
处理。
03
点对点通信系统的协议与标准
点对点通信协议
01
点对点通信协议是一种简单的通信协议，它允许两 个设备之间直接进行通信。
02
该协议主要应用于局域网（LAN）和广域网（WAN ）中，以实现高速、可靠的数据传输。
稳定性
由于减少了中间环节，系统更加稳定，不易 出现故障或延迟。
灵活性
点对点通信系统支持多种通信协议和数据格 式，能够适应不同的应用场景。
挑战与问题
网络拓扑
点对点通信系统需要建立和维护大量 的连接，对网络拓扑结构要求较高。
资源限制
由于每个节点都需要存储和转发数据 ，节点资源限制可能成为瓶颈。
同步问题
03
点对点通信协议具有低延迟、高带宽利用率和高可 靠性等优点。
数据链路层协议
1
数据链路层协议是OSI模型中的第二层协议，它 负责控制数据在物理媒体上的传输。
2
数据链路层协议包括点对点协议（PPP）、串行 线路接口协议（SLIP）和以太网协议等。
3
数据链路层协议的主要功能包括数据封装、帧定 界、流量控制和错误检测等。
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;完成了P与RB8的异或运算
;数据送串行接收缓冲区 ;串行接收有效标志置1
实验9 点对点串行通信
3．按约定协议收/发的双机串行通信
将JP201、JP202跳线的1-2引脚短路，即串行数据从P1.2 引脚输出，串行移位脉冲从P3.4引脚输出，并行输出锁存信号 从P3.5输出。在实验6的基础上，通过串行口将电子钟时间送 到另一实验板显示出来，通信协议如下：
MOV C，P
ANL C，/RB8
;计算P× RB8
MOV F0，C
;暂时保存在F0标志中
MOV C，RB8
ANL C，/P
;计算RB8× P
实验9 点对点串行通信
ORL C，F0 JC EXIT ;校验正确！ MOV RXDBUF，A SETB RXDB EXIT: POP PSW POP ACC RETI END
试在实验7的基础上，增加单字节串行通信功能，使程序具 备在任一实验板上按下某一按键时，两块板同时显示被按下的 键名。
下面给出了与串行通信有关的程序段，完整程序由读者编 写。
实验9 点对点串行通信
;初始化定时器T1(将定时器T1的溢出信号作串行通信波特率发生器输 入信号)
MOV TL1，#250
;4800波特率对应定时器初值
;分单元计数器笔段码送显示缓冲区
实验9 点对点串行通信
MOV A，MINUTE
MOV B，#10
DIV AB
;转换为BCD码
;十位在A中，个位在B中
MOV @R0，A
INC R0 MOV @R0，B ;计算校验和
;分低位送发送缓冲区缓冲区
MOV R0，#TXDB
MOV R7，#4
CLR A
;清累加器
实验9 点对点串行通信
LOOP1: ADD A，@R0 INC R0 DJNZ R7，LOOP1 ANL A，#7FH MOV @R0，A MOV A，#0AAH MOV C，P MOV TB8，C MOV SBUF，A MOV TXDC，#0 RET
实验9 点对点串行通信
实验9 点对点串行通信
一、实验目的 二、实验设备与器材 三、实验电路
四、实验内容、过程及要求
实验9 点对点串行通信
一、实验目的 (1) 理解串行通信概念。 (2) 掌握MCS-51串行通信口的初始化方法、步骤。 (3) 掌握串行发送、接收程序的编写方法。 理解串行通信波特率误差允许范围。
;作奇偶校验位
;SETB REN
;允许接收
PROC TIMETXB
;时间送发送缓冲区
实验9 点对点串行通信
TIMETXB:
MOV A，SECOND
MOV B，#10
DIV AB
;转换为BCD码
;十位在A中，个位在B中
MOV R0，#TXDB+2
MOV @R0，A
INC R0
MOV @R0，B
;秒低位送发送缓冲区缓冲区
实验9 点对点串行通信
二、实验设备与器材 仿真器及其附件、图1所示的实验电路板各两套，RS-232串
行通信电缆一条，导线数条。
实验9 点对点串行通信
三、实验电路
按实验7的要求设置实验板上跳线，将JP105、JP106的1-2 引脚短路，用RS-232电缆或导线将第一块实验电路板的 TXD(发送端)引脚与第二块电路板的RXD(接收端)引脚连在一 起，第一块实验电路板的RXD(接收端)引脚与第二块电路板的 TXD(发送端)引脚连在一起；再用导线将两块电路板地线连在 一起(用RS-232通信电缆连接时，两块实验电路板地线已通过 DB9插座的第5引脚连在一起)，这样就形成了没有联络信号的 串行通信方式。
实验9 点对点串行通信
四、实验内容、过程及要求 1．串行通信格式的约定 (1) 波特率(CPS)为4800。假设晶振频率为11.0592 MHz，
使用定时器T1溢出率作发送、接收波特率，则定时器T1重装 初值C=0FAH(不倍增)。
(2) 数据长度为9位，其中b7～b0为数据位，b8为奇偶校 验位。
PUSH ACC
PUSH PSW
JNB TI，NEXT1
;串行发送结束引起中断
CLR TI
;清除发送中断标志
实验9 点对点串行通信
NEXT1:
JNB RI，EXIT
;串行接收有效
CLR RI
;清除接收有效中断
MOV A，SBUF
;读串行接收缓冲器
;奇偶校验，即检查P标志与RB8位是否同，否则奇偶校验错
(3) 采用偶校验方式，即传送的8位数据中含有奇数个“1” 时，校验位为1。
实验9 点对点串行通信
2．没有协议的单字节收/发
对于单字节串行收/发来说，无需约定通信协议，完成了串 行口初始化后，即可通过写串行输出缓冲寄存器SBUF，启动串 行发送；当接收有效标志RI置1时，就表示已接收了一字节的数 据信息。
MOV TH1，#250
ANL TMOD，#0F0H
ORL TMOD，#00100000B ;定时器T1工作在方式2(8位自动重装初值)
SETB TR1
;启动定时器T1
CLR ET1
;禁止T1中断
;初始化串行口
实验9 点对点串行通信
MOV SCON，#11010000B 用TB8位
;SETB REN SETB ES SETB EA ;单字节串行发送初始化 MOV A，KEYNAME MOV C，P
实验9 点对点串行通信
与串行发送有关的发送参考程序如下：
TXDB DATA 30H ;发送缓冲区
TXDC DATA 35H
;发送/接收字节计数器
TXDOK BIT 07H ;发送成功标志(1表示成功；0表示失败)
;初始化串行口
MOV SCON，#11010000B ;串行口工作在方式3，SM2=0，以便 用TB8位
;串行口工作在方式3，SM2=0，以便
;作奇偶校验位 ;允许接收 ;允许串行中断 ;开中断
;取按键值送A
实验9 点对点串行通信
MOV TB8，C
;奇偶标志P送TB8，即b8位
MOV SBUF，A
;写串行发送缓冲器即可将一字节信息
按设定的波特率发送到串行口上
PROC UART
;串行中断服务程序
UART:
(1) 数据帧格式为：0AAH(起始标志)+4字节信息+1字节的 和校验信息。
实验9 点对点串行通信
(2) 接收方正确接收后回送A5作应答；如果错误，则回 送A6，请求重发。
(3) 发送/接收缓冲区在30H～35H单元，其中35H单元存 放和校验信息 (b7作接收缓冲数据有效标志)。
(4) 发送、接收均采用中断方式。