单片机串行通讯及其接口

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1、第九章串行通讯及其接口计算机与外部设备或计算机与计算机之间的数据交换称为通信。9.1概述9.1.1串行通信的基本概念通信分为并行通信与串行通信两种基本方式。9.1.1.1并行通信和串行通信串行通信：将数据分成1位1位的形式在一条传输线上逐个地传送。并行通信：将数据的各位用多条数据线同时进行传送，外加地址线和通信控制线。特点：并行通信常用于集成电路芯片的内部、同一插件板上各部件之间、同一机箱内各插件板之间的信息交互串行通信常用于设备之间的信息交互串行通信1）交互数据信息和控制信息2）有严格的格式（同步和异

2、步）3）电平需要转换若接收端与发送端使用的不是同一时钟信号（但必须同频率），则为异步通信。1、异步通信以字符为单位，一个字符一个字符地传送，并且每一个字符要有起始符和停止符作为开始和结束的标志。（一个字符就是一帧）9.1.1.2同步通信和异步通信根据数据传输方式的不同，可将串行通信分为同步通信和异步通信。停止位后面是不定长的空闲位。数据的传送可以是不连续的。每帧数据由4部分组成：起始位(占1位)、数据位(占５～８位)、奇偶校验位(占１位，也可以没有校验位)、停止位(占1或2位)。起始位：1位。低电平（逻

3、辑0）。标志一个字符传送的开始。数据位：5～8位。低位在前，高位在后。字符编码方式的不同，使得数据可以是5～8位。奇偶校验位：1位。检查字符传送的准确性。有三种方式：奇校验、偶校验和无校验，由用户决定。停止位：1位、1位半或者两位（高电平－逻辑1）。标志一个字符传送的结束。发送方：传送时先输出起始位“０”作为联络信号，接下来的是数据位和奇偶校验位，停止位“1”表示一个字符的结束。其中，数据的低位在前，高位在后。字符之间允许有不定长度的空闲位。接收方：传送开始后，接收设备不断检测传输线的电平状态，当收到一

4、系列的“1”(空闲位或停止位)之后，检测到一个“０”，说明起始位出现，就开始接收所规定的数据位和奇偶校验位以及停止位。特点：所需传输线少，设备开销较小，在单片机控制系统中得到广泛的应用。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。工作流程目的：提高可靠性方法：奇偶校验法、校验和法校验方法基本思想：依据偶校验或奇校验原则，比较发送方和接收方的校验位是否相同。奇偶校验法的缺点：1.每次需要传送检验位。2.不能监测偶数个错误。2.校验和方法特点：校验和方法效率更高，可靠性更高。2

5、、同步通信同步通信是一种数据连续传输的串行通信方式，通信时发送方把需要发送的多个字节数据和校验信息连接起来，组成数据块。发送时，发送方只需在数据块前插入1～2个特殊的同步字符，然后按特定速率逐位输出(发送)数据块内的各位数据。接收方在接收到特定的同步字符后，也按相同速率接收数据块内的各位数据。在这种通信方式中，数据块内的各位数据之间没有间隔，传输效率高；发送、接收双方必须保持同步(使用同一时钟信号)，且数据块长度越大，对同步要求就越高。同步通信设备复杂，成本高，一般只用在高速数字通信系统中。9.1.1.

6、3串行通信方式1）单工方式：这种方式只允许数据按一个固定的方向传输。数据传输仅能从发送设备传输到接收设备。2）半双工方式：数据可以从A发送到B，也可以由B发送到A。但A、B之间只有一根传输线，因此同一时刻只能作一个方向的传送。其传送方向由收发控制开关K切换。平时一般让A、B方都处于接收状态，以便能够随时响应对方的呼叫。两个串行通信设备之间只有一条数据线，数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。3）全双工方式：数据可同时在两个方向上传送。3种方式中，1）全双工方式的效率最高；2）半双工方式配置和编程相对灵

7、活，传输成本较低；3）串行通信设备常选用半双工方式。9.1.1.5波特率（Baudrate）单位：bps（bitpersecond）定义：每秒钟传送的二进制位数。Baudrate：50～19200～5760050，100，150，300，600，1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200如每秒传送240个字符，而每个字符格式包含10位这时的波特率为10位(bit)×240个/s=2400bit/s。在异步串行通信中，接收方和发送方应使用相同的波特率，才能成功

8、传送数据。Baudrate＝9600bps对应于一个数据位宽约为104us。数据位宽(每一位代码的传输时间)Td＝1/Baudrate计算机系统中常用串行、并行接口并行：EPP：打印机IDE：硬盘、电子盘IEEE488（GPIB）：智能化仪器PCI串行：异步：RS232-C384Kbps(15to20m)RS422、RS4851.2Mbps(1200m)同步：USB1.112MbpsUSB2.0480Mbps1394400MbpsSPI2