串口通信 PPT课件共33页

空 闲 位 —— 传 送 字 符 之 间的逻辑1电平，表示没 有进行传送
校验位停止位 空闲位 0/1 0/1 1 1 1
低位
高位
起始位— —每个字 符开始传
送的标志，
起始位采
数据位——数据位
紧跟着起始位传 送。由5～8个二
进制位组成，低 位先传送
用逻辑0电
平
校 验 位 —— 用于校验是 否传送正确； 可选择奇检 验、偶校验 或不传送校 验位
2、半双式方式（half duplex）
若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数 据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同 时收发数据，这样的传送方式就是半双工制， 如图2所示。采用半双工方式时，通信系统每一 端的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通 信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间 延迟。收/发开关实际上是由软件控制的电子开 关。
1、串行通信的基本概念
通信：计算机与外部设备交换信息 串行通信：将数据分解成二进制位用一条信号线，一位一
位顺序传送的方式 串行通信的优势：用于通信的线路少，因而在远距离通信
时可以极大地降低成本 串行通信适合于远距离数据传送，也常用于速度要求不高
的近距离数据传送 PC系列机上有两个串行异步通信接口，键盘、鼠标器与主
3、单工方式
二、串行传送的两种基本工作方式
异步方式:接收端的时钟完全独立于发送端。由自己 内部的时钟发生器产生，但它的标称频率必须与发送 端一致。
同步方式：接受端的时钟与发送端严格一致。只要使 第一位的相位关系正确，以后就可以在一次传输中始 终保持这个正确的关系，不会产生任何积累误差。
1. 异步方式
停 止 位 —— 表
示该字符传送
结束。停止位 采用逻辑1电平， 可 选 择 1 、 1.5 或2位
例：传送8位数据45H（0100,0101B）， 奇校验，1个停止位，则信号线上的波形为
2. 同步方式
以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附加1个或 2个同步字符，最后以校验字符结束
同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬件电路 比较复杂
串行通信时的数据、控制和状态信息都使用同一根信号线 传送
收发双方必须遵守共同的通信协议（通信规程），才能解 决传送速率、信息格式、位同步、字符同步、数据校验等 问题
串行异步通信以字符为单位进行传输，其通信协议是起止 式异步通信协议
Fra Baidu bibliotek 异步串行数据发送格式
起始位
字符 数据位
1 0 0/1 0/1
…
串行通信与并行通信相比,虽然有许多优点,但也随 之带来了数据的串/并及并/串转换、数据格式的要求以 及位计数等问题，使之比并行通信实现起来更复杂。
一、数据传送方向
1、全双工方式（full duplex）
通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这 样的传送方式就是全双工制，如图1所示。在全双 工方式下，通信系统的每一端都设置了发送器和接 收器，因此，能控制数据同时在两个方向上传送。 全双工方式无需进行方向的切换，因此，没有切换 操作所产生的时间延迟，这对那些不能有时间延误 的交互式应用（例如远程监测和控制系统）十分有 利。
由于串行通信的通信时钟频率较并行通信容易提高，因 此许多高速外部设备，如数字摄像机与计算机之间的通信也 往往使用串行通信方式。
③从抗干扰性能上看：串行通信由于只有一两根信号线， 信号间的互相干扰完全可以忽略。
④从设备和费用上看：随着大规模和超大规模集成电路 的发展，逻辑器件价格趋低，而通信线路费用趋高，因 此对远距离通信而言，串行通信的费用显然会低得多。 另一方面串行通信还可利用现有的电话网络来实现远程 通信，降低了通信费用。
10位/字符×120字符/秒=1200位／秒=1200波特 传送每位信息所占用的时间为： 1秒/1200=0.833毫秒 常用的波特率为110、300、600、1200、2400、 4800、9600和19200波特，它也是国际上规定的标准 波特率。同步传送的波特率高于异步传送方式，可达 到64000波特。
2、连接器的机械特性： 连接器：由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，
因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的 连接器，其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍 两种连接器。
RS-232C
串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几 种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形 成的。所以，以RS-232C为主来讨论。RS-323C 标准是美国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司 一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数 据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。这个 标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、 电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生 产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作 为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。
串行同步通信主要应用在网络当中 最常使用高级数据链路控制协议HDLC
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同步字符 数据 数据
数据 校验字符
三、数据传输速率
数据传输速率称为波特率(Baud Rate) 每秒传输的二进制位数bps 字符中每个二进制位持续的时间长度都一样，为 数据传输速率的倒数
【例】如果一个串行字符由1个起始位，7个数据位， 1个奇偶校验位和1个停止位等10个数位构成，每秒钟 传送120个字符，则数据传送的波特率为：
RS-232C采取不平衡传输方式 ，收、发端的数据信 号是相对于信号地。
1.电气特性 RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都
作了规定。
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～-15V
机间采用串行数据传送
一、串行通信与并行通信的比较
①从通信距离上看：并行通信适宜于近距离的数据传送， 通常小于30米。而串行通信适宜于远距离传送，可以从几 米到数千公里。
②从通信速率上看：一般应用中，在短距离内，并行接 口的数据传输速率显然比串行接口的传输速率高得多，但长 距离内串行数据传送速率会比并行数据传送速率快。