串口通信文献综述

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1、文献综述引言从计算机问世开始，串口通信技术就开始发展。采用计算机进行控制的各种设备通常都使用串口通信技术与计算机通信。随着现代信息技术的飞速发展和计算机网络的普遍，实现计算机通信的方式越来越多。考虑到现有网络和设备的状况，新技术的使用目前只能在部分领域和地区使用。而占主导地位的串行通信技术因其连接简单、使用灵活方便、数据传递可靠，造价低廉等优点，在工业监控、数据采集、智能控制和实时控制系统中得到普遍应用[1]。接下来将对串行通信做简要介绍，包括串行通信的方式、接口标准和通信协议。1串行通信简介串行通信是指通信的发送端和接收端之间数据信息的传输是在单

2、根数据线上，以每次一个二进制的0、1为最小单位逐位进行传输，如图1所示。图1串行通信串行数据传输[2]的特点是：数据传输按位顺序进行，仅需一根传输线即可完成节省传输线。与并行通信相比，串行通信还有较为明显的优点：传输距离长，可以从几米到几千米；串行通信的通信时钟频率容易提高；串行通信的抗干扰能力十分强，其信号间的相互干扰完全可以忽略。但是串行通信的传输速度比并行通信慢得多。正是串行通信的连线少、成本低，因此它在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用，产品也是多种多样。1.1串行通信的工作模式通过单线传输信息是串行数据通信的基础。数据通常是在两个站(点

3、对点)之间进行传输，按照数据流的方向可分为三种传输模式[3]：单工、半双工、全双工。1.单工通信单工模式的数据传输是单向的。通信双方中，一方固定为发送端，另一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传输，使用一根传输线。单工模式一般用在只向一个方向传输数据的场合。例如计算机与打印机之间的通信是单工模式，因为只有计算机向打印机传输数据，而没有相反方向的数据传输。还有在某些通信信道中，如单工无线发送等。2.半双工通信半双工使用同一根传输线，既可发生数据又可接收数据，但不能同时进行发送和接收。在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工模式

4、既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。半双工通信中每一端需有一个收发切换电子开关，通过切换来决定数据向哪个方向传输。因为有切换，所以会产生时间延迟，信息传输效率低些。3.全双工通信全双工数据通信分别由两根可以在两个不同的站点同时发送和接收的传输线进行传输，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作。在全双工模式中，每一端都有发送器和接收器，有两条传输线，可在交互式应用和远程监控系统中使用，信息传输效率较高。1.2串口通信的方式串口进行通信的方式有两种：同步通信方式和异步通信方式。同步通信方式要求通信双方以相同的时钟频率进行，而且准确协调，通过共

5、享一个单个时钟或定时脉冲源保证发送方和接收方的准确同步，效率较高；异步通信方式不要求双方同步，收发方可采用各自的时钟源，双方遵循异步的通信协议，以字符为数据传输单位，发送方传送字符的时间间隔不确定，发送效率比同步传送效率低。1.同步通信方式同步通信的通信双方必须先建立同步，即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。但这时还有两种不同的同步方式。一种是使用全网同步，用一个非常精确的主时钟对全网所有结点上的时钟进行同步。另一种是使用准同步，各结点的时钟之间允许有微小的误差，然后采用其他措施实现同步传输。同步通信的好处是传

6、输效率高，传输线布置简单、经济，但同步设备复杂，要获得精准的同步时钟较困难。2.异步通信方式异步通信是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备(如果接收端主机的电源都没有加上，那么发送端发送字符就没有意义，因为接收端根本无法接收)。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低(因为开始位和停止位的开销所占比例较大)。1.

7、3串口通信的重要参数串口的通信方式是将字节拆分成一个接着一个的位后再进行传输。接到此电位信号的一方将此一个一个的位组合成原来的字节，如此形成一个字节的完整传输。在传输进行的过程中，双方明确传输信息的具体方式，否则双方就会没有一套共同的译码方式，从而无法了解对方所传输过来的信息的意义。因此双方为了进行通信，必须遵守一定的通信规则这个共同的规则就是串口的初始化。串口的初始化必须对以下几项参数进行设置。1.波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率

8、例如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率