串行通信
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
串行通信的名词解释
串行通信的名词解释嘿，朋友！您知道串行通信吗？这可是个在通信领域里相当重要的概念哟！咱先来说说啥是串行通信。
您就把它想象成一条窄窄的小道，信息呢，就像一个个排着队的小人儿，一个接一个地沿着这条小道往前走。
这和并行通信可大不一样，并行通信那是好多条大路，信息的小人儿们可以同时大踏步地向前走。
串行通信啊，就好比咱们寄信。
您想啊，信里的字儿可不是一下子全飞到收件人那儿的，而是一个字一个字顺着邮路往前去。
在串行通信里，数据也是这样，一位一位地依次传输。
那串行通信为啥这么重要呢？这就好比在交通拥堵的时候，虽然单行道（串行通信）每次通过的车少，但是秩序好啊，不容易乱套。
在一些对传输速度要求不是特别高，但对线路数量和成本有限制的情况下，串行通信可就派上大用场啦！比如说在一些远距离的通信中，您总不能拉一堆密密麻麻的线路吧？串行通信就能用相对少的线路，实现稳定的数据传输。
再举个例子，您手机和电脑之间的数据传输，很多时候就是通过串行通信来完成的。
它虽然不像并行通信那么风风火火，但就像一位默默工作的老黄牛，稳定可靠，不慌不忙地完成任务。
串行通信也有不同的种类，像同步串行通信和异步串行通信。
同步串行通信就像是一群训练有素的士兵，步伐整齐，按照统一的节奏前进；而异步串行通信呢，则更像是一群自由的旅行者，各自按照自己的节奏走，但也能最终到达目的地。
您想想，如果没有串行通信，那咱们的电子设备之间怎么交流信息呀？世界不就乱套了吗？所以说，串行通信虽然看起来不起眼，但却是通信世界里不可或缺的一部分。
总之，串行通信就是在通信领域中那个默默奉献、稳定可靠的存在，用它独特的方式为我们的信息传递保驾护航！。
串行通信的特点
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。
串行通信的工作原理
串行通信的工作原理串行通信是一种在计算机或其他电子设备之间传输数据的方式，其工作原理是通过逐位地传输数据，从而实现数据的传输和通信。
串行通信与并行通信相比，具有传输速度较慢但传输距离较远、传输线数量较少的优势。
在串行通信中，数据以位的形式传输，即每次只传输一个位。
数据通过串行通信线路一个接一个地传输，按照一定的协议和规则进行传输。
串行通信的工作原理主要包括以下几个方面：1. 数据传输方式：串行通信通过一个传输线路逐位地传输数据，通常是通过串行通信线路传输数据。
数据在传输线路上传输时，会经过编码和调制处理，以确保数据传输的可靠性和准确性。
2. 数据传输速率：串行通信的数据传输速率通常以波特率（Baud rate）来衡量，波特率表示每秒传输的波特数，也可以理解为每秒传输的符号数。
波特率越高，数据传输速度越快。
3. 数据帧结构：在串行通信中，数据通常以数据帧的形式传输。
数据帧包括数据字段、校验字段、控制字段等，用于确保数据传输的正确性和完整性。
4. 数据传输协议：串行通信通常使用一定的数据传输协议，如UART（通用异步收发传输）协议、SPI（串行外设接口）协议、I2C（Inter-Integrated Circuit）协议等。
这些协议定义了数据传输的格式、时序、校验等规则，用于确保数据的可靠传输。
5. 数据传输方式：串行通信可以采用同步传输方式和异步传输方式。
同步传输方式需要发送方和接收方之间保持时钟同步，数据按照时钟信号进行传输；而异步传输方式则不需要时钟信号，数据的传输是根据数据帧的起始和停止位进行的。
总的来说，串行通信的工作原理是通过逐位传输数据，通过数据传输线路、数据传输方式、数据帧结构、数据传输协议等多个方面的配合，实现数据的传输和通信。
串行通信在计算机、通信、工业控制等领域广泛应用，是现代电子设备数据传输的重要方式。
串行通信ppt课件
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
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。
单片机中串行通信的三种类型
单片机中串行通信的三种类型在单片机的世界里，串行通信就像一条小小的高速公路，将各种数据在不同的部件之间传递。
它的基本任务就是让不同的设备能够互相“聊天”，共享信息。
想象一下，如果没有串行通信，单片机和外设之间就像被厚厚的墙隔开了，彼此难以沟通。
因此，了解串行通信的三种主要类型非常重要。
下面，我们就来聊聊这些串行通信的类型吧！1. 异步串行通信1.1 什么是异步串行通信？异步串行通信，顾名思义，就是在数据传输的时候，双方并不需要保持同步。
说白了，就是两头在做各自的事情，偶尔通过约定的信号来“打招呼”。
就像你和朋友在微信上聊天，不需要时时刻刻保持在线，偶尔发个消息就行了。
1.2 异步串行通信的工作原理在这种通信方式中，数据被拆分成一串串的字节，每个字节都会被加上一个起始位和一个停止位。
起始位告诉接收方：“嘿，数据来了！”而停止位则是“这条消息完了！”的信号。
这就像在你发短信时，在开始和结束的时候都留个标记，让对方知道你的信息什么时候开始和结束。
1.3 异步串行通信的应用这种通信方式应用非常广泛，比如我们常用的UART（通用异步收发传输器）就属于这个类别。
UART在我们的生活中几乎无处不在，从电脑的串口到一些简单的传感器都用得上它。
2. 同步串行通信2.1 什么是同步串行通信？同步串行通信和异步串行通信有点像“有组织的队伍”，双方在数据传输的过程中要保持同步。
就是说，你发数据的时候，对方也要准备好接收数据，这就像排队一样，大家都得按顺序来。
2.2 同步串行通信的工作原理在同步通信中，除了数据本身，还需要一个额外的时钟信号来确保数据的准确传输。
可以把时钟信号看作是“指挥棒”，它帮助双方协调一致地进行数据传输。
想象一下在舞台上表演的舞者，大家都得跟着同一个节拍才能跳得整齐划一。
2.3 同步串行通信的应用同步串行通信的速度通常比异步串行通信快，因为它减少了数据传输过程中的额外开销。
常见的同步串行通信协议包括SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路间接口）。
数据通信的类型及原理
数据通信的类型及原理
数据通信的类型主要有以下几种：
1. 串行通信：在串行通信中，数据在一个接口上一位一位地传输，即一次只发送/接收一位。
常见的串行通信协议包括RS-232、USB、SPI和I2C等。
2. 并行通信：在并行通信中，数据以多位同时传输。
每个接口上有对应的数据线，每条数据线承载一个位的数据。
并行通信的主要特点是传输速度快，但要求数据线的数量较多。
常见的并行通信接口包括并行打印口、IDE接口和系统总线接口等。
3. 无线通信：无线通信是一种将数据通过无线电波传输的通信方式。
无线通信可以分为远距离无线通信和近距离无线通信。
远距离无线通信包括蜂窝网络通信（如4G、5G）、卫星通信等；近距离无线通信包括蓝牙、Wi-Fi、NFC等。
数据通信的原理是通过传输介质将数据从发送方传输到接收方。
在串行通信中，数据通过一个线路逐位传输，发送方将数据按位依次发送，接收方按照相同的顺序逐位接收。
在并行通信中，数据的各个位同时通过多条数据线传输。
在无线通信中，数据通过无线电波以电磁信号的形式传输，发送方的电子设备将数据转换为电磁信号发送，接收方的电子设备接收并解码电磁信号重新获取数据。
无论是哪种通信方式，数据通信都需要发送方和接收方之间达成一致的通信协议，包括
数据格式、传输速率、错误检测和纠错等。
串行通信常用格式
标题：串行通信常用格式解析
一、引言
串行通信是一种常见的数据传输方式，尤其在需要长距离通信或者高带宽成本的情况下，串行通信具有很高的实用价值。
本篇文章将详细解析串行通信的常用格式，包括RS-232、RS-485、USB、I2C以及SPI等。
二、串行通信格式解析
1. RS-232：RS-232是一种广泛应用于计算机和外设之间的串行通信格式，其特点是数据传输速率较慢，但成本低，因此在一些对通信成本敏感的场合得到广泛应用。
2. RS-485：RS-485是一种改进的RS-232，它在多站点通信中表现出了更高的可靠性。
它通过采用差分信号传输，减少了噪声干扰，增强了通信的稳定性。
3. USB：USB是一种通用串行总线，支持即插即用，方便快捷。
USB通信格式支持高速和低速两种模式，适用于需要大量数据传输的场合。
4. I2C：I2C是一种简单、低成本的通信协议，主要用于芯片之间的通信。
它通过两根线（数据线）和一根地线进行通信，适用于需要少量数据传输且需要节省空间的场合。
5. SPI：SPI是一种高速、低功耗的通信协议，主要用于芯片之间的同步通信。
它通过四根线（数据线、时钟线、片选线和地址线）进行通信，适用于需要高速数据传输的场合。
三、总结
串行通信格式的选择应根据具体应用场景和需求进行。
了解并掌握各种格式的特点和适用场合，有助于我们选择最适合的通信方式，提高通信效率和稳定性。
串行通信及接口电路
串行通信及接口电路1. 串行通信的概念串行通信是一种数据传输的方式，它将数据逐位地按照一定顺序传输，相比于并行通信的方式，串行通信只需使用一个通信线路传输数据。
在串行通信中，每个数据位被顺序发送，并且在接收端被顺序接收和重组。
串行通信的优点是可以节省通信线路的数量，但其传输速度相对较慢。
2. 串行通信的应用串行通信广泛应用于各种领域，包括计算机通信、网络通信、工业控制等。
它可以用于长距离通信，如在局域网或广域网中传输数据。
此外，串行通信还常用于外设与主机之间的通信，如串行口和串行外设之间的通信。
3. 串行通信的协议串行通信的实现需要一定的协议来确保数据的可靠传输。
常见的串行通信协议包括UART（通用异步收发器），SPI（串行外设接口）和I2C（双线串行通信接口）。
这些协议都定义了数据的传输规则、时序要求以及错误处理机制，以确保数据的准确性和完整性。
3.1 UARTUART是一种使用异步传输方式的串行通信协议。
它通过发送方和接收方之间的单个通信线路进行数据传输。
UART协议定义了数据的起始位、数据位、停止位和校验位等信息。
发送端根据这些信息将数据发送给接收端，并且接收端根据这些信息识别数据的边界和校验数据的正确性。
3.2 SPISPI是一种同步传输方式的串行通信协议，它使用一对数据线（Master Out, Slave In - MOSI 和 Master In, Slave Out - MISO）以及时钟线（SCLK）进行通信。
SPI协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。
SPI协议定义了数据的传输时序，通过时钟的上升沿和下降沿进行数据采样和传输。
3.3 I2CI2C是一种双线串行通信接口，它使用两条线路（串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL））进行通信。
I2C协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。
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。
串行通信简介
串行通信简介一、并行通信与串行通信数据传输的两种方式为并行和串行。
并行通信传输中，一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，以字或字节为单位并行进行。
并行通信使用的通信线路多、成本高，另外由于线路长度增加时，干扰增加，数据也容易出错，所以并行方式不适宜远距离通信，工业上很少使用。
串行通信使用一条数据线，将数据一位接一位地按顺序依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度，只需要较少的通信线路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，工业上广泛使用。
二、同步通信与异步通信串行通信一般又分为同步通信和异步通信。
同步通信收发设备需要使用一根同步时钟信号线，在时钟信号的驱动下双方进行协调，同步数据。
例如，通信中双方通常会统一规定在时钟信号的上升沿（或下降沿）对数据线进行采样。
异步通信则不需要同步时钟信号，而是采用字符同步的方式，字符帧格式如图12-59所示。
图12-59 异步通信的字符帧格式发送的字符由1个低电平起始位、7或8个传送信息数据位、1个奇偶校验位（可以没有）、1或2个停止位组成。
通信双方需要对采用的字符帧格式和数据的传输速率做相同的约定。
异步通信传送的附加位（非有效传送信息）较多，传输效率低，但随着通信速率的提高，可以满足控制系统通信的要求。
S7-1200 PLC采用异步通信方式。
提示：串行通信中，波特率指的是数据传输速率，即每秒传送的二进制位数，其符号为bit/s或bps。
三、单工、半双工与全双工通信单工通信只支持数据在一个方向上传输，不能实现双向通信，例如电视、广播。
半双工通信允许数据在两个方向上传输，但同一时刻只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信。
在同一时间只可以有一方接收或发送信息，可以实现双向通信，如对讲机。
全双工通信允许数据同时在两个方向上传输，因此全双工通信是两个单工通信方式的结合。
在同一时间可以同时接收和发送信息，实现双向通信，如电话通信。
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
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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
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_实验报告
一、实验目的1. 理解串行通信的基本原理和概念；2. 掌握串行通信的常用接口和协议；3. 学会使用串行通信进行数据传输；4. 熟悉串行通信在嵌入式系统中的应用。
二、实验原理串行通信是一种数据传输方式，通过一根或多根数据线，将数据一位一位地按顺序传送。
与并行通信相比，串行通信在传输速度和成本上具有优势，广泛应用于嵌入式系统、工业控制、远程通信等领域。
串行通信的基本原理如下：1. 数据格式：串行通信中，数据以字节为单位进行传输，每个字节由起始位、数据位、校验位和停止位组成。
2. 通信方式：串行通信主要有同步通信和异步通信两种方式。
a. 同步通信：通信双方使用统一的时钟信号进行数据传输，数据在传输过程中保持同步。
b. 异步通信：通信双方使用不同的时钟信号进行数据传输，数据在传输过程中不保持同步。
3. 串行通信接口：常用的串行通信接口有RS-232、RS-485、USB等。
三、实验设备1. 单片机开发板：STC89C52；2. 串口通信模块：MAX232；3. 串口通信线；4. 电脑；5. 串口调试助手。
四、实验步骤1. 连接电路：将单片机开发板、串口通信模块和电脑通过串口通信线连接起来。
2. 初始化单片机串口：设置单片机串口的工作方式、波特率、校验位和停止位等参数。
3. 编写串口发送程序：在单片机上编写程序，实现数据的串行发送。
4. 编写串口接收程序：在单片机上编写程序，实现数据的串行接收。
5. 使用串口调试助手进行测试：在电脑上打开串口调试助手，设置相应的通信参数，发送和接收数据。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过串口调试助手，成功实现了单片机与电脑之间的数据传输。
2. 分析：a. 在初始化单片机串口时，设置了正确的波特率、校验位和停止位等参数，保证了数据的正确传输。
b. 在编写串口发送程序时，正确地实现了数据的串行发送。
c. 在编写串口接收程序时，正确地实现了数据的串行接收。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了串行通信的基本原理和概念；2. 学会了使用串行通信进行数据传输；3. 熟悉了串行通信在嵌入式系统中的应用。
串行通信技术总结
串行通信技术总结以串行通信技术总结为标题，本文将从串行通信技术的定义、优势和应用领域等方面进行总结。
一、串行通信技术的定义串行通信技术是一种数据传输方式，它将数据位逐个按照顺序进行传输。
与之相对的是并行通信技术，它将数据同时传输多位。
串行通信技术在现代通信领域得到了广泛应用，包括计算机网络、无线通信、物联网等。
二、串行通信技术的优势1. 传输距离远：串行通信技术能够通过一根细而长的线缆传输数据，适用于远距离通信需求。
与并行通信技术相比，串行通信技术能够更好地解决长距离传输的问题。
2. 传输速率高：串行通信技术能够通过改进传输协议和提高传输速率，实现更高的数据传输效率。
随着技术的不断发展，串行通信技术的传输速率已经达到了Gbps级别。
3. 成本低：串行通信技术相对于并行通信技术来说，所需线缆数量较少，硬件成本低，维护成本也低。
因此，在实际应用中，串行通信技术更受欢迎。
三、串行通信技术的应用领域1. 计算机网络：串行通信技术在计算机网络中起到了至关重要的作用。
在局域网和广域网中，常用的串行通信技术包括以太网、同轴电缆和光纤通信等。
这些技术使得计算机可以进行高速的数据传输和互联。
2. 无线通信：串行通信技术也被广泛应用于无线通信领域。
例如，蓝牙技术就是一种串行通信技术，它可以实现不同设备之间的无线数据传输。
此外，串行通信技术也被应用于无线局域网、移动通信等领域。
3. 物联网：物联网是指通过互联网连接各种智能设备的网络。
在物联网中，设备之间的通信往往需要采用串行通信技术。
这是因为串行通信技术可以提供更高的传输效率和可靠性，同时适应物联网中智能设备数量庞大的特点。
4. 工业自动化：在工业自动化领域，串行通信技术也扮演着重要的角色。
例如，Modbus通信协议就是一种基于串行通信技术的工业自动化协议，它被广泛用于工业控制系统中的数据传输。
串行通信技术具有传输距离远、传输速率高和成本低等优势。
在计算机网络、无线通信、物联网和工业自动化等领域都有广泛的应用。
什么是电路中的串行通信和并行通信
什么是电路中的串行通信和并行通信电路中的串行通信和并行通信是两种常见的数据传输方式，用于将信息从一个地方传递到另一个地方。
本文将详细介绍串行通信和并行通信的定义、原理和应用。
一、串行通信的概念及原理串行通信是指通过一个信道，按照固定的顺序逐位传输数据的通信方式。
在串行通信中，数据是一个位接一个地依次传输的，通过时钟信号来同步传输速度。
串行通信的主要特点是传输速率相对较慢，但需要的传输线较少。
在串行通信中，数据是以二进制的形式传输的，常用的传输形式包括异步串行通信和同步串行通信。
异步串行通信是一种基于起始位和停止位的方式，每个字节的数据之间以字节间隔进行传输。
同步串行通信是基于时钟信号进行数据传输，数据以比特为单位进行同步传输。
二、串行通信的应用串行通信广泛应用于各种领域，例如计算机、通信、工业控制等。
以下是几个常见的串行通信应用：1. 计算机串口通信：在计算机领域中，串口通信是一种常见的串行通信方式，用于连接计算机和外部设备，如打印机、调制解调器等。
2. 串行网络通信：在计算机网络中，串行通信用于在不同网络设备之间传输数据。
典型的例子是以太网中的串行数据传输。
3. 工业自动化控制：在工业控制系统中，串行通信常用于传输控制信号和传感器数据。
它可以在不同的设备和传感器之间进行高效的数据传输。
三、并行通信的概念及原理并行通信是指通过多个信道，同时传输多个比特数据的通信方式。
在并行通信中，数据的每个比特都通过独立的线路传输，同时进行。
并行通信的主要特点是传输速率相对较快，但需要更多的传输线。
在并行通信中，数据的位数通常是固定的，常用的包括8位、16位和32位等。
并行通信通常使用并行接口连接多个设备，其中每个设备都有自己的数据线。
四、并行通信的应用并行通信也广泛应用于各种领域。
以下是几个常见的并行通信应用：1. 高速数据传输：由于并行通信具有更快的传输速率，它常用于高速数据传输，如视频传输、图像处理等。
2. 并行计算：在并行计算中，多个处理器同时进行计算任务，通过并行通信来传递计算结果，以提高计算效率。
串行通信协议
串行通信协议串行通信协议是一种在计算机网络中传输数据的方式。
与并行通信相比，串行通信协议一次只能传输一个位（bit）的数据。
在实际应用中，串行通信协议被广泛应用于各种领域，包括计算机网络、无线通信、工业自动化等。
1. 串行通信协议的定义串行通信协议是一种通信协议，用于在计算机网络中传输数据。
它通过逐位传输数据，将数据分为一系列位的序列，按照事先约定好的规则进行传输和接收。
串行通信协议可以通过串口、并口、光纤等介质来进行数据传输。
2. 串行通信协议的特点（1）可靠性：串行通信协议通过校验和等机制，保证数据的可靠传输，减少传输错误率。
（2）简单性：串行通信协议相对于并行通信协议来说，设计简单，实现容易。
（3）适应性强：串行通信协议可以适用于不同的物理介质和通信方式，具有较强的适应性。
（4）传输距离较长：串行通信协议在传输距离方面具有一定的优势，可以实现较长距离的数据传输。
3. 常见的串行通信协议（1）RS-232：RS-232是一种串行通信协议，广泛应用于计算机的串口通信。
它通过发送和接收电压的变化来传输数据。
（2）I2C：I2C是一种短距离串行通信协议，多用于连接微控制器和其他外部设备。
它采用两线制，一个时钟线和一个数据线。
（3）SPI：SPI是一种串行通信协议，常用于连接芯片和外围设备，如存储器、传感器等。
SPI通信协议使用四线制，包括时钟线、数据线、主设备选择线和从设备选择线。
（4）CAN：CAN是一种用于控制器局域网的串行通信协议，广泛应用于汽车、工业自动化等领域。
它采用双线制，包括CANH（高电平）和CANL（低电平）线。
4. 串行通信协议在实际应用中的应用（1）计算机网络：在计算机网络中，串行通信协议常用于串口通信、调制解调器的通信等。
（2）无线通信：在无线通信中，串行通信协议常用于蓝牙、ZigBee等协议中，实现设备之间的数据传输。
（3）工业自动化：在工业自动化领域，串行通信协议被广泛应用于PLC（可编程逻辑控制器）和传感器之间的通信。
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
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。
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+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
M O D E M
信道
M O D E M
TXD RXD RTS DSR 计 算 机
远程通信连接
TXD 计 RXD 算 机 甲
TXD RXD 计 算 机 乙
+
PC
C2+
GND MAX3232E
C4
RXD
C2VT1in T1out
RXD
GND
R1out R1in
TXD
GND
电容C1、C2、C3、C4用于电源电压变换; C5的作用是对+3.3V电源的噪声干扰进行滤波
二、RS-422接口电路
三、RS-485接口电路
三、RS-485接口
TTL 电平 TTL 电平
双向仅需2条线
RS-485是RS-422A的变型：RS-422A用于全双工，而 RS-485则用于半双工。RS-485是一种多发送器标准，在通 信线路上最多可以使用32 对差分驱动器/接收器。如果在一个 网络中连接的设备超过32个，还可以使用中继器。 RS-485的信号传输采用两线间的电压来表示逻辑1和逻辑 0。由于发送方需要两根传输线，接收方也需要两根传输线。 传输线采用差动信道，所以它的干扰抑制性极好，又因为它 的阻抗低，无接地问题，所以传输距离可达1200米，传输速 率可达1Mbps。
0 1 1 0 1
数据
时钟
计 算 机 乙
计 算 机 甲
数据
0 1 1 0 1
数据+时钟
计 算 机 乙
外同步
自同步
串行通信基本概念
8位 01111110 8位 地址场 8位 控制场 ≥0位 信息场 16位 校验场 8位 01111110
此时，将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始 和结束标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起 的混乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的1 就插入一个附加的0；接收方则每检测到5个连续的1并且其后 有一个0时，就删除该0。 典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。 同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧的 开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传 输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
异步通信
异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过 程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致
实现通信要求
第一项规定：双方通信时采用怎样的数据格式。 第二项规定：波特率 即每秒钟传送的二进制位数（bps）
特点： 不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易， 设备开销较小，但每个字符要附加2～3位用 于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效 率不高。
串行通信的错误校验
1、奇偶校验 在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。 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；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。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现 不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。 2、代码和校验 代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或）， 产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接 收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字 节异或），将所得结果与发送方的“校验和”进行比较，相 符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。 3、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的 循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区完整性校验等 。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。
串行通信基本概念
通信制式
1、单工 单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。 2、半双工 半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。 3、全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。
发送 发送 接收 接收
时间2 时间1
接收 发送
发送 接收
接收 发送
单工
半双工
全双工Leabharlann 串行通信基本概念串行通信基本概念
B、面向字符的同步格式 ：
SYN
SYN
SOH 标题 STX
数据块
ETB/ETX 块校验
此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集 （如ASCII码）中的字符所组成。图中帧头为1个或2个同 步字符SYN（ASCII码为16H）。SOH为序始字符 （ASCII码为01H），表示标题的开始，标题中包含源地 址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始字符 （ASCII码为02H），表示传送的数据块开始。数据块是 传送的正文内容，由多个字符组成。数据块后面是组终 字符ETB（ASCII码为17H）或文终字符ETX（ASCII码 为03H）。然后是校验码。典型的面向字符的同步规程 如IBM的二进制同步规程BSC。
类型 信号类型 通讯方式 距离
RS-232 单端 全双工 15M@9600bps TxD, RxD, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD, GND 高 (8 线) 两台 弱 容易
RS-422 4线 差分 全双工 1.2KM@9600bps TxA, TxB, RxA, RxB, GND 中等 (5 线) 两台 或 十台 强 难
串行通信基本概念
通信方式
并行通信
◇并行通信：通常是将数据字节的 各位用多条数据线同时进行传送
串行通信
◇串行通信：将数据字节分成一位一 位的形式在一条传输线上逐个地传送
8位同时传送 1 特点： 特点： 0 1 接 发 1、传输速度快，信息率高； 1、传输距离长，抗干扰性 发 0 接 1 送 D71 2、占用的引脚资源多，需 强； D0 收 收 送 设 要的电缆多，成本高； 2、占用的引脚资源少，传 0 设 0 设 备 3、远距离通信时数据的可 输线少，成本低； 设 备 8位顺次传送 靠性和抗干扰性下降。 询问 3、数据的传送控制比并行 备 备 通信复杂。 应答
计 算 机 甲
TXD RXD 4 5 6 20
TXD RXD 4 计 5 算 6 机 20 乙
近程通信连接
4、RS-232C电平与TTL电平转换驱动电路
RS-232C 是一种电压型总线标准，它采用负逻辑标准： +5V～+15V表示逻辑0(space)； -5V～-15V表示逻辑1(mark)。 噪声容限为2V。 这与利用正逻辑标准的TTL电平不兼容，所以TTL信号和RS232C信号之间要有相应的电平转换电路。
串行通信基本概念
串行通信分类
异步通信(Asynchronous Communication） ◇通信方式 同步通信(Synchronous Communication） 单工(Simplex)制式 ◇通信制式 （传输方向） 半双工(Half Duplex)制式
全双工(Full Duplex)制式
串行通信基本概念
串行通信基本概念
同步通信
同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。 此时，传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不 留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可以 通过两种方法实现。 A、面向位的同步格式 ：
时钟
计 算 机 甲
D0 D7
……
UAR T
StopParity Start Data
Data
Start
StopParity
Data
Start
Parity Stop
收发器
Start
Data
Parity Stop
5V
+12V
并行
TTL
0V
RS-232
-12V
二、RS-422A接口
SN75174 +5V SN75175
TTL 电平
串行通信接口标准
单片机中的数据信号电平一般是TTL 电平，这种电平采用正逻辑标准，即约定 ≥2.4V表示逻辑1，而≤0.5V表示逻辑0，这种 信号只适用于通信距离很短的场合，若用于 远距离传输必然会使信号衰减和畸变。因此， 在实现PC机与单片机之间通信或单片机与 单片机之间远距离通信时，通常采用标准串 行总线通信接口，比如RS-232C、 RS-422、