串行数据传送方式
串行通信总线
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。
串行口工作原理
串行口工作原理
串行口是一种用于数据传输的硬件接口，它可以将数据逐个比特地传输。
串行口工作的基本原理是将需要传输的数据按照一定的规则进行分割，并以连续的比特序列的形式进行传输。
在串行口的工作过程中，数据被分成一个个比特，然后按照事先约定好的规则，依次传输给接收端。
这个规则包括了每个比特的位宽、传输的顺序以及同步的方式等等。
通常情况下，串行口使用的是异步传输方式，也就是说，传输时不需要事先进行时钟同步，而是在数据的起始位置插入起始位和校验位来提供同步信息。
在串行口的数据传输过程中，发送端按照一定的时序将数据比特逐个发送给接收端。
接收端按照相同的时序依次接收每个比特，并通过解码、校验等操作恢复原始数据。
为了保证数据的准确性，通常还会在传输过程中加入差错检测和纠错机制，例如CRC校验等。
串行口的工作原理与并行口不同，串行口通过逐个比特的方式传输数据，相比之下，串行口在传输速率上可能会受到一定的限制。
但是串行口的传输距离相对较长，传输线路简单，而且可以灵活选择传输速率，因此在许多应用场景下得到了广泛的应用。
例如，在计算机、通信设备、工业自动化等领域中，串行口被广泛用于连接外部设备与主机进行数据交互。
6、并行传输与串行传输
并行传输与串行传输字符编码在信源——信宿之间的传输根据组成字符的各个二进制位是否同时传输，分为并行传输和串行传输两种方式。
一、并行传输1、什么是并行传输并行传输指的是数据以成组的方式,在多条并行信道上同时进行传输，常用的是将构成一个字符的几位二进制数同时分别在几个并行的信道上传输,另外加一条「选通」线用来通知接收设备,以指示各条信道上已出现某字符信息,可对各条信道上的信号进行取样了. 计算机内的总线结构就是并行通信的例子。
这种方法的优点是传输速度快，处理简单。
简单来讲并行传输就是字符编码的各位（比特）同时传输。
2、并行传输优、缺点并行传输的主要优点是:①系统采用多个信道并行传输,一次传送个字符,因此收、发双方不存在字符同步的问题,不需要额外的措施来实现收发双方的字符同步;②传输速度快,一位(比特)时间内可传输一个字符。
并行传输的主要缺点是:①通信成本高,每位传输要求一个单独的信道支持,因此如果一个字符包含8个二进制位,则并行传输要求8个独立的信道支持;②不支持长距离传输,由于信道之间的电容感应,远距离传输时,可靠性较低,适于设备之间的距离较近时采用,例如,计算机和打印机之间的数据传送。
3、并行传输虽说不用考虑字符同步，但为了保证各对信号线上的信号时序一致，并行设备需要严格同步时钟信号，或者采用额外的时钟信号线。
二、串行传输1、什么是串行传输串行传输指的是组成字符的若干位二进制码排列成数据流以串行的方式在一条信道上传输。
通常传输顺序为由高位到低位,传完一个字符再传下个字符,因此收、发双方必须保持字符同步,以使接收方能够从接收的数据比特流中正确区分出与发送方相同的一个个字符。
这就需要外加同步措施这是串行传输必须解决的问题。
通俗讲串行传输就是将组成字符的各位串行地发往线路。
2、并行传输优、缺点优点通信成本也较低，只需一个信道。
支持长距离传输，目前计算机网络中所用的传输方式均为串行传输。
缺点是要解决收、发双方码组或字符的同步，需外加同步措施。
计算机数据传输与存储的基本原理
计算机数据传输与存储的基本原理计算机数据的传输与存储是计算机系统中的重要环节，它涉及到数据的输入、输出以及在计算机内部的存储和管理。
本文将介绍计算机数据传输与存储的基本原理。
一、数据传输的基本原理计算机的数据传输是指将数据从一个地方传输到另一个地方，常见的数据传输方式包括串行传输和并行传输。
串行传输是指数据的位逐位地传送，一位接着一位地传输。
在串行传输中，数据通过一个线路按照顺序逐位传输，传输速度较慢，但传输线路简单，适用于远距离传输。
例如，串口通信就是一种串行传输方式。
并行传输是指数据的位同时传送，多位同时传输。
在并行传输中，每一位数据占用一个传输线路，可以同时传输多个数据位，传输速度较快，但传输线路复杂，适用于近距离传输。
例如，计算机内部的总线传输就是一种并行传输方式。
二、数据的存储原理计算机内部的数据存储是指将数据保存在计算机的存储器中，存储器包括主存储器和辅助存储器。
主存储器是计算机中最重要的存储设备，它用来存储正在运行的程序和数据。
主存储器的基本单元是存储单元，每个存储单元可以存储一个固定长度的二进制数，也就是一个存储单元存储一个比特（bit）的数据。
主存储器以字节（Byte）为单位进行寻址，每个字节由若干个比特组成。
根据字节的地址，可以访问和存储数据。
辅助存储器是主存储器之外的存储设备，它用来存储大量的数据和程序。
常见的辅助存储器包括硬盘、光盘和闪存等。
辅助存储器的特点是容量大、存储速度相对较慢。
计算机在进行数据存储时，会将数据从主存储器复制到辅助存储器中，在需要时再将数据从辅助存储器读取回主存储器。
三、数据传输与存储的基本流程计算机数据的传输与存储可以分为以下基本流程：1. 数据输入：用户通过输入设备将数据输入计算机系统。
例如，键盘输入文字、鼠标输入指令等。
2. 数据传输：计算机将输入的数据进行传输，可以通过串行传输或并行传输方式。
传输的数据可以经过网络，在计算机系统内部传输，或者从辅助存储器中读取。
通信协议简介及区别(串行、并行、双工、RS232等)
基本的通讯方式有并行通讯和串行通讯两种。
并行通讯：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。
串行通讯：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。
而按照串行数据的时钟控制方式，串行通信又可分为同步通信和异步通信两种方式。
异步通信：接收器和发送器有各自的时钟；同步通信：发送器和接收器由同一个时钟源控制。
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因为一个字符中的比特位长度有限，所以需要的接收时钟和发送时钟只要相近就可以，不需同步。
④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。
3、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因为一次传输的数据块中包含的数据较多，所以接收时钟与发送进钟严格同步，通常要有同步时钟。
串行通信工作方式
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
第7章 串行通信
第7章 串行通信 7.3.1方式0
当SM0＝0、SM1＝0时，串行方式选择方式0。这种工作方式实质上 是一种同步移位寄存器方式。其数据传输波特率固定为（1/12）fOSC。数 据由RXD（P3.0）引脚输入或输出，同步移位时钟由TXD（P3.1）引脚输 出。接收/发送的是8位数据，传输时低位在前。帧格式如下：
D7 SD7 D6 SD6 D5 SD5 D4 SD4 D3 SD3 D2 SD2 D1 SD1 D0 SD0
写SBUF（MOV SBUF，A），访问发送数据寄存器； 读SBUF（MOV A，SBUF），访问接收数据寄存器。
第7章 串行通信
7.3 AT89S51单片机的串行口工作方式
AT89S51单片机的串行口工作方式由控制寄存器中的SM0、SM1决 定，具体如表7-1所示： 表7-1 串行口工作方式选择位SM0、SM1 SM0 0 0 1 1 SM1 0 1 0 1 工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3 特 点 8位移位寄存器 10位UART 11位UART 11位UART 波 fOSC/12 可变 fOSC/64或fOSC/32 可变 特 率
SM2
9CH
REN
9BH
TB8
9AH
RB8
99H
TI
98H
RI
其中，各位的含义如下： SM0，SM1—串行口工作方式选择位。其功能见表格7-1。 SM2—允许方式2、3中的多处理机通信位。 方式0时，SM2=0。 方式1时，SM2=1，只有接收到有效的停止位，RI才置1。 方式2和方式3时，若SM2=1，如果接收到的第九位数据（RB8）为0， RI置0；如果接收到的第九位数据（RB8）为1，RI置1。这种功能可用于 多处理机通信中。
每当接收移位寄存器左移一位，原写入的“1111 1110”也左移一位。当最 右边的0移到最左边时，标志着接收控制器要进行最后一次移位。在最后一 次移位即将结束时，接收移位寄存器的内容送入接收缓冲器SBUF，然后在 启动接收的第10个机器周期时，清除接收信号，置位RI。
数据交换技术
呼叫确认
数据传输
线路交换的特点：
1）优点 线路建立后，所有数据直接传输。因此数据传输可靠、迅速、有序。 2）缺点
ห้องสมุดไป่ตู้
线路接通后即为专用信道，因此线路利用率低。
线路建立时间较长，造成有效时间的浪费。
例如，只有少量数据要传送时，也要花不少时间用于建立和拆除。
2、报文交换
在报文交换方式中，两个站点之间不需要建立一条专门的通 路。当发送端有数据要发送时，把数据作为一个整体（即报文） 发送给交换设备。交换设备根据报文中的目的地址，选择一条合 适的空闲输出线，将报文传送给下一个节点，直到目的地为止。
分组1
分组2 分组3
数 据
呼 叫 应 答
排队延迟
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
线路交换 2018/6/8
报文交换
分组交换 page 18
1
4
p2
p3 p2 p1
6
p2
主机A
2 5 3 7
主机B
分组交换方式图
p3 p2 p1
分组传送
分组交换的优点： 1）存储量要求较小，可以用内存来缓冲分组——速度快； 2）转发延时小——适用于交互式通信； 3）某个分组出错仅重发该分组——效率高； 4）各分组可通过不同路径传输，可靠性高。
总结：
呼 叫 请 求 寻路延迟 报文
图1 并行数据传输
图2 串行数据传输
3、串行数据传输方向
有三种不同的方式：
单工通信
半双工通信 全双工通信
数据交换技术
网络中所有设备都直接两两相连是不现实的，通常要经过中 间节点将数据从信源逐点传送到信宿，从而实现两个互连设备之 间的通信。 这些中间节点并不关心数据内容，它的目的只是提供一个交 换设备，把数据从一个节点传送到另一个节点，直至到达目的地 。通常将数据在各节点间的数据传输过程称为数据交换。
串口通信原理及操作流程
串口通信原理及操作流程串口通信是计算机与外部设备之间进行数据传输的一种通信方式。
串口通信有很多应用领域，比如打印机、调制解调器、传感器、嵌入式系统等等。
本文将介绍串口通信的原理及操作流程。
一、串口通信原理串口通信是通过串行传输来传送数据的。
串行传输是指将数据位按序列发送，每个数据位连续的传输。
串口通信涉及两个主要部分，即发送端和接收端。
发送端将原始数据转换为串行数据流进行发送，接收端则接受数据流并将其转换为原始数据。
串口通信需要两根线缆来进行传输，分别是数据线和控制线。
数据线用于传输数据位，而控制线用于传输控制信号。
串口通信使用的数据传输格式通常是异步串行传输。
异步传输是指数据位之间没有时间关系，每个数据位之间通过起始位和停止位来进行区分。
起始位用于表示数据传输的开始，而停止位则表示数据传输的结束。
此外，数据位的长度和奇偶校验位的设置也是串口通信中需要注意的参数。
二、串口通信操作流程串口通信的操作流程可以分为以下几步：1.打开串口用户需要先打开串口才能进行通信。
打开串口的过程可能需要设置串口的参数，比如波特率、数据位长度、奇偶校验位等等。
2.发送数据一旦串口打开，用户可以通过向串口写入数据来进行发送。
数据可以是任何形式的，比如字符串、二进制数据等等。
3.接收数据接收数据的过程与发送数据的过程相反，用户可以从串口读取数据。
读取到的数据可以进一步处理或者显示。
4.关闭串口通信结束后，用户需要关闭串口以释放相关资源。
以上是串口通信的基本操作流程。
在实际应用中，可能还需要进行更多的操作，比如设置超时时间、错误处理等等。
三、串口通信的注意事项在进行串口通信时1.波特率的设置需要与外部设备保持一致，否则可能无法正常通信。
2.数据位长度、奇偶校验位以及停止位的设置也需要与外部设备保持一致。
3.在进行数据传输之前，最好先进行握手协议以确保通信的可靠性。
4.在进行数据传输时，需要保证发送端和接收端的数据格式是一致的，否则可能会引发数据解析错误。
并行和串行的区别
并行和串行的区别
1、数据传送方式不同：串口传输方式为数据排成一行、一位一位送出接收也一样，并口传输8位数据一次送出。
2、针脚不同：串口针脚少，并口针脚多。
3、用途不同：串口现在只用作控制接口，并口多用作打印机、扫描仪等接口。
什么是并口和串口?有什么区别?并行与串行?串口一般指硬件上的COM接口.一般的PC主板都提供两个串口而并口.一般指指打印接口!,, 通常并口是两排除23针.而对应的串口是两排九针.当然在老式的机子也有串口是23针的.但很少了.因为随着计算机的发展,这种老式的板几乎被淘汰了.还有VGA接口(Video Graphic Array)是三排15针的,也就是一般主机连接显示器的那个接口!! 当然有并行与串行的数据传输方式,注意我们这里讲的传输方式是并行或串行的.注意概念.不要乱.!
我们平常都讲串口硬盘!或并口硬盘.其实是不规范的!...指的数据的传输方式 .. 如并行硬盘..就是我们普通的PATA硬盘..由于并行的多信号数据传输.的相互干扰..所以其速度的极限是在75MB/S ...。
串行通讯数据传送的基本过程
串行通讯数据传送的基本过程随着科技的不断发展，数据通讯成为了现代社会中不可或缺的一部分。
在数据通讯中，串行通讯是一种常见的传输方式。
本文将介绍串行通讯数据传送的基本过程，以帮助读者更好地理解和应用串行通讯。
一、串行通讯概述串行通讯是指将数据按位逐位地传输，相邻的数据位之间通过一条信号线进行连接。
与之相对的是并行通讯，它是将数据按字节或字等单位一次性传输。
串行通讯相对于并行通讯具有成本低、线路简单等优点，因此在很多场景下得到了广泛应用。
二、串行通讯的基本过程1. 数据的编码与解码在串行通讯中，发送端将要传输的数据进行编码，以便在传输过程中能够正确地识别出每个位的取值。
常见的编码方式有ASCII码、UTF-8等。
接收端在接收数据时需要对数据进行解码，将其转化为可读的格式。
2. 数据的起始位和停止位为了标识出数据的开始和结束，串行通讯中通常会在每个数据字节的前后添加起始位和停止位。
起始位通常为逻辑低电平，停止位通常为逻辑高电平。
这样，接收端在接收数据时可以通过检测起始位和停止位来确定数据的边界。
3. 数据的传输顺序串行通讯的数据传输是按顺序逐位进行的。
发送端将数据从最高位开始逐位发送，接收端也是从最高位开始逐位接收。
这样可以保证数据的正确传输顺序，避免数据错位。
4. 数据的同步与异步传输串行通讯中有两种主要的传输方式：同步传输和异步传输。
同步传输是指发送端和接收端在传输过程中通过某种同步信号进行同步，以保证数据的正确传输。
常见的同步传输方式有SPI、I2C等。
异步传输则是通过起始位和停止位来进行同步，不需要额外的同步信号。
常见的异步传输方式有UART。
5. 数据的差错检测与纠正在数据传输过程中，由于各种原因（如信号干扰、噪声等），可能会导致数据出现错误。
为了保证数据的可靠性，串行通讯中通常会采用差错检测与纠正的方法。
常见的差错检测与纠正技术有奇偶校验、循环冗余校验（CRC）等。
6. 数据的重传机制当数据传输过程中发生错误时，串行通讯中通常会采用重传机制来保证数据的正确传输。
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。
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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
第七章 串行通信
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
起始位
数据位
校验位 停止位
0
1
0
0
0
0
0 1
0
1
1
1
1
1
1
8
§7-2 MCS-51串行接口
9
一、硬件条件
引脚：P3.0（RXD）——串行数据接收端 P3.1（TXD）——串行数据发送端 寄存器：SBUF （99H）数据缓冲寄存器 SCON （98H）串行口控制寄存器 PCON（ 87H ）的SMOD位 其中SBUF物理地址有两个, 逻辑地址只有一个 接收缓冲器SBUF 发送缓冲器SBUF 串行发送时，将要发送的数据写入发送缓冲器SBUF; 串行接收时，从接收缓冲器SBUF中读出数据
两种方式基本相同，区别在于波特率不同： 方式2波特率固定， 方式3波特率可通过改变T1的时间常数来改变。
26
①方式2输出与方式3输出
预先在SCON的TB8位放入11位异步格式中的第9 位(可编程位)，即发送数据的最高位。 在TI=0条件下，用指令MOV SBUF，A启动发送。 先发送起始位，再发送8位数据，然后把TB8中第9位 发出去，最后发一位停止位，发送完毕后置TI=1并请 求中断，在中断服务程序中用软件使TI=0，并发送下 一个数据。 TB8中的第9位既可支持多微机通信，也可作为数 据的奇偶校验位。
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串并转换： 74LS164：8位串入并出移位寄存器，用于发送 74LS166：8位并入串出移位寄存器，用于接收
20
二、方式1
8位异步串行通信口 TXD为数据输出线 RXD为数据输入线 一帧数据共10位： 1位起始位+8位数据位+1位停止位
串行和并行的概念
串行和并行的概念
串行和并行是计算机和通信领域中使用的两个不同数据传送方式。
串行传输是指数据按照比特位一个一个地进行传输，类似于排队等待传输的顺序。
而并行传输则是将多个比特位同时传输，类似于同时传输多个文件的并行处理。
在计算机中，串行传输通常用于短期存储和处理数据，而并行传输则用于处理大量数据或计算密集型任务。
在通信领域中，串行传输通常用于长距离通信和计算机网络中，因为串行传输可以减少信号传输时延和传输误差，从而提高通信效率。
而并行传输则通常用于短距离通信和高性能计算机系统中，因为并行传输可以提高计算机系统的处理速度和效率。
在数字电路设计中，并行逻辑和串行逻辑是两种常见的逻辑结构。
并行逻辑需要大量的逻辑块输入，可以通过减少逻辑级数来提高设计的性能。
而串行逻辑则需要多级组合逻辑，执行速度比并行逻辑慢，但可以提高器件内部的资源利用率。
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。
【大学】串行数据通信
.
●TI，发送中断标志位。在方式0时，当串行 发送第8位数据结束时，或在其它方式，串行 发送停止位的开始时，由内部硬件使TI置1， 向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必 须用软件将其清0，取消此中断申请。
●RI，接收中断标志位。在方式0时，当串行 接收第8位数据结束时，或在其它方式，串行 接收停止位的中间时，由内部硬件使RI置1， 向CPU发中断申请。也必须在中断服务程序 中，用软件将其清0，取消此中断申请。
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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。
=（2SMOD ×fosc /[32 × 12 × (2n-初值)]
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在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz和 11.0592MHz。所以，选用的波特率也相对固定。 常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。
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串行口工作之前，应对其进行初始化，主 要是设置产生波特率的定时器1、串行口控 制和中断控制。具体步骤如下：
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三、串行通信波特率
波特率bps(bit per second)定义: 每秒传输数据的位数。 波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率，否则无法成 功地完成串行数据通信。 如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含10位(1个 起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的波特率为：
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。
单片机第七章习题参考答案
第七章习题参考答案一、填空题1、在串行通信中，有数据传送方向为单工、半双工和全双工三种方式。
2、要串口为10位UART，工作方式应选为方式1 。
3、用串口扩并口时，串行接口工作方式应选为方式0 。
4、计算机的数据传送有两种方式，即并行数据传送和串行数据传送方式，其中具有成本低特点的是串行数据传送方式。
5、串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。
6、异步串行数据通信的帧格式由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
7、串行接口电路的主要功能是串行化和反串行化，把帧中格式信息滤除而保留数据位的操作是反串行化。
8、专用寄存器“串行数据缓冲寄存器”，实际上是发送缓冲寄存器和接收缓冲寄存器的总称。
9、MCS-51的串行口在工作方式0下，是把串行口作为同步移位寄存器来使用。
这样，在串入并出移位寄存器的配合下，就可以把串行口作为并行输出口使用，在并入串出移位寄存器的配合下，就可以把串行口作为并行输入口使用。
10、在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是约定的。
11、使用定时器/计数器设置串行通信的波特率时，应把定时器/计数器1设定作方式 2 ，即自动重新加载方式。
12、某8031串行口，传送数据的帧格式为1个起始位（0），7个数据位，1个偶校验位和1个停止位（1）组成。
当该串行口每分钟传送1800个字符时，则波特率应为300b/s 。
解答：串口每秒钟传送的字符为：1800/60=30个字符/秒所以波特率为：30个字符/秒×10位/个字符=300b/s13、8051单片机的串行接口由发送缓冲积存器SBUF、接收缓冲寄存器SBUF 、串行接口控制寄存器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。
14、当向SBUF发“写”命令时，即执行MOV SBUF，A 指令，即向发送缓冲寄存器SBUF装载并开始由TXD 引脚向外发送一帧数据，发送完后便使发送中断标志位TI 置“1”。
15、在满足串行接口接收中断标志位RI=0 的条件下，置允许接收位REN=1 ，就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1，当发读SBUF命令时，即指令MOV A，SBUF 指令，便由接收缓冲寄存器SBUF取出信息同过8051内部总线送CPU。
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信号调制和解调
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
把数字信号转换为适于传输的模拟信号， 而在接收端再将其转换成数字信号，前 一种转换称为调制，后一种转换称为解 调。完成调制、解调功能的设备称为调 制解调器（Modem）。 调制解调器常用的方式有： 幅移键控ASK（Amplitude Shift Keying） 频移键控FSK（Frequency Shift Keying） 相移键控PSK（Phase Shift Keying）
可 编 程 串 行 接 口 芯 片
8251 A
ห้องสมุดไป่ตู้
Intel 8251A是一种通用的同步 异步接收／发送器（USART）芯 片。它作为一种外围器件，可通 过编程选用某一种串行通信技术。 8251A具有独立的发送器和接收 器．因此，它能够以单工、半双 工或全双工方式进行通信，并且 提供一些基本的控制信号，可以 方便地与MODEM连接。
8251A的引脚信号
可 编 程 串 行 接 口 芯 片
8251 A
8251A的内部结构
可 编 程 串 行 接 口 芯 片
8251 A
可 编 程 串 行 接 口 芯 片
8251 A
I/O缓冲器 I/O 缓冲器用来与 CPU 的数据总线 D7～D0 相连。I/O缓冲器中设有三个缓冲器，分 别为状态缓冲器、接收数据缓冲器和发 送数据／命令缓冲器。状态缓冲器用来 存放 8251A 的内部工作状态，供 CPU 查询； 接收数据缓冲器用来存放接收器已经装 配好的字符，准备送给CPU；发送数据／ 命令缓冲器用来存入 CPU 送入 8251A 的数 据或命令。
8251A的工作方式
可 编 程 串 行 接 口 芯 片
8251 A
8251A 的工作方式是由 CPU 执行程序设定的。 在开始数据发送与接收之前，必须由CPU 送出一组控制命令字来预置 825lA，以提 供所需要的通信格式。控制命令字分为 两种：方式控制指令和命令指令。
1、方式控制指令 方式指令定义825lA的一般工作特性，它必须 跟在一个复位操作（内部的或外部的）之后。 在方式指令由CPU写入8251A之后，就可写入同 步字符和命令指令。
第11章 串行通信及接口电路
串行通信的基本概念
8251芯片的简介
8251芯片结构、功能及应用
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
数字信号的并行传输和串行传输 并行传输是多位二进制数据可以同时传输， 提高数据传输的效率。通常以 8 位、 16 位或 32 位的数据宽度同时进行传输。每 一位都要有自己的数据传输线和发送接 收器件，在时钟脉冲的作用下数据从一 端送往另一端。 串行通信是指在单根导线上将二进制数据 一位一位顺序传送，特别适合于远距离 传送。对于离计算机较近的外部设备如 鼠标、绘图仪、终端等，也常常采用串 行方式交换数据。
波特率
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
所谓波特率是指每秒钟传送二进制数据的 位数。单位是位/秒（bit/s）。 1波特＝1位／秒（1bps） 例如，设数据传送的速率为 120 字符 / 秒， 每个字符（帧）包括 10 个数据位，则传 送的波特率为： 10×120＝1200位/秒＝1200波特率 每一位传送的时间为T＝1/1200=0.833ms
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
串行通信的同步方式 1、字符同步方式
字符同步方式又称起止式同步方式或 异步传输方式。它是以字符为单位进行 传输。发送端每发一个字符之前先发送 一个同步参考信号，接收端根据同步参 考信号产生与数据位同步的时钟脉冲。 这样，在发送端和接收端之间，每个字 符都要同步一次。发送端在发送一个字 符的串行数据前加l位起始位，在字符之 后要加l位校验位（任选）和l～2位的停 止位。
串行数据传送方式
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
2、半双工方式（Half-Duplex Mode） 在这种方式下，数据既可以从A传向B，也 可以从 B 传向 A。因此 A 和 B 既可作为发送 器，又可作为接收器，通常称为收发器。 但是，由于 A 和 B 之间只有一根传输线， 所以在同一时刻，只能进行一种传送， 不能同时双向传输。因此，将其称为 “半双工”方式。在这种工作方式下， 要么A发送B接收，要么B发送A接收。
串行通信的同步方式
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
2、位同步方式 位同步方式，即在发送端对每位数据位 都带有同步信息。在发送端可以附加发 送与数据位同步的时钟脉冲，在接收端 用这个时钟脉冲来读入数据。
串行数据传送方式
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
1、单工方式（Simplex Mode） 在这种方式下，只允许数据按一个固定 的方向传送。图中A只能发送，称为发送 器； B 只能接收，叫做接收器。不能从 B 传向A。
可 编 程 串 行 接 口 芯 片
8251 A
发送器 发送器从CPU接收并行数据，加上适当的字 符格式信号后，再将其转换成串行的数 据从TXD引脚发送出去。 MODEM控制 MODEM控制部分有，，和四条信号线，该 四条信号线一般用于与MODEM相连时的联 络控制信号。但是，它们也可以用作与 外设联系的标准信号使用。
可 编 程 串 行 接 口 芯 片
8251 A
读／写控制逻辑 读／写控制逻辑接收来自CPU的控制信号， 对数据在内部总线上的传送方向进行控 制。 接收器 接收器从RXD引脚接收串行数据，按指 定的方式变成并行数据。在异步方式下， 当接收器成功地接收到起始位后，8251A 便接收数据位、校验位和停止位，接着 将并行的数据通内部总线送入数据缓冲 器。
8251A的工作方式
串行数据传送方式
串 行 通 信 接 口 的 基 本 概 念
3、全双工方式（Full-Duplex Mode） 在A、B之间增加一条线，使A和B两端均 可同时工作在收发方式数据可以由 A传向 B，也可以由 B发送到A。与半双工方式相 比，虽然对每个站来讲，都有发送器和 接收器，但图中有两条传送线，用不着 收发切换，因而传送速率可成倍增长。