电力系统远动第5讲_串口通信技术.pdf

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1、串行通信技术学习要点1.了解串行通信的基本原理2.了解典型串行通信接口原理3.掌握PC机异步串行接口通信方法2008-3-26串行通信技术主要内容一、串行通信基础二、串行通信接口简介三、PC机的标准异步串行接口四、利用标准串口进行数据通信一、串行通信基础1.串行通信的概念2.信息传输的检错和纠错3.串行数据传送方式4.波特率5.通信协议6.异步串行通信和同步串行通信7.接收/发送时钟和波特率因子1.串行通信的概念指数据一位接着一位在一根线路上传输，在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度。D0D1D2D3D4D5D6D7

2、源目的TxDTdRxDD7D6D5D4D3D2D1D0串行通信接口并行输入/串行输出01100101数据线DB发送移位寄存器数据串行输出65H缓冲器数据发送寄存器收/发时钟控制线CB串行状态寄存器控制波特率逻辑串行控制寄存器发生器地址线AB数据接收寄存器D0D1D2D3D4D5D6D7地址65H译码接收移位寄存器10100110串行输入/并行输出串行输入注意:“串行”是外设与接口电路之间的数据传送方式，在CPU与接口之间仍是并行工作方式。2.信息传输的检错和纠错ò串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错如何发现传输中的错

3、误，叫检错发现错误后，如何消除错误，叫纠错ò最简单的检错方法是奇偶校验，即在传送字符的各位之外，再传送1位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验。奇校验：使所有传送的数位(含校验位)中1的个数为奇数偶校验：使所有传送的数位(含校验位)中1的个数为偶数ò奇偶校验能够检测出1位误码，但是不能纠错。3.串行数据传送方式按照数据流的方向，分成三中基本的传送方式：单工方式全双工方式半双工方式单工方式只允许数据按照一个固定的方向传送.AB发送器接收器A方只能发送，称发送器B方只能接收，称接收器全双工方式允许通讯双方同时进行发送和接收操作AB发送

4、器接收器接收器发送器相当于把两个方向相反的单工方式组合在一起，需要两条传输线。全双工方式主要应用于实时性较强的交互式应用中，如计算机之间的通信等。半双工方式数据能从A方传送到B方，也能从B方传送到A方,但是不能同时在两个方向上传送，每次只能由一方发送，另一方接收。AB发送器发送器接收器接收器通信双方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。一些简单的外部设备如键盘与主机的通信采用半双工方式.4.波特率(Baudrate)并行通信中,传输速率是以每秒多少字节(B/s)表示。串行通信中，衡量数据传输速率的单位是波

5、特率,即每秒传送的二进制数据的位数，以位/秒(bps)表示。有时也用“位周期”Td表示传输速率，波特率是位周期的倒数。D0D1D2D3D4D5D6D7波特率=1/TdTd标准的波特率系列有：110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600和19200等.5.通信协议要想保证通信成功，通信双方必须有一系列的约定，如：作为发送方，必须知道什么时候可以发送信息，对方是否收到，收到的内容有没有错，要不要重发、怎么通知对方结束等作为接收方，必须知道对方是否发送信息、发的是什么、收到的信息是否有错、如果有错怎么通知对

6、方、怎么判断结束等。通信协议就是通信双方为了保证通信正确，事先对数据传送控制规定的必须共同遵守的一种约定，包括对数据格式、同步方式、传送速率、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出的统一规定。6.串行通信基本方式根据对数据流的分界、定时和同步方式的不同，串行通信的基本方式可以分为两种类型：异步串行通信同步串行通信异步串行通信数据是一帧(Frame)一帧传送，每一帧包含起始位、数据位、校验位、停止位，帧与帧之间可有任意个空闲位。异步串行数据格式为：LSB数据位MSB空闲位空闲位BDPS起始位数据位校验位停止位一帧起始位B逻

7、辑01位数据位D逻辑0或15位~8位校验位P逻辑0或11位或无停止位S逻辑11位或2位空闲位逻辑1任意数量例传送8位数据65H(01100101B)，奇校验，1个停止位，信号线上的波形为：D0D1D2D3D4D5D6D7空闲位BPS空闲位BDPS起始位数据位校验位停止位一帧TxDRxDGNDGND异步串行通信特点ò异步串行通信以帧为信息单位传送，1帧包含1个字符ò在数据格式中设置起始位和停止位来协调“同步”ò异步串行通信的“异步”，指字符与字符之间通信没有严格的定时要求，每个字符作为一个独立的单位，可以随机出现在数据流中，即每个

8、字符在数据流中出现的时间是任意的ò位与位之间有严格的定时一旦传送开始，收/发双方则按预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送字符中的每1位ò异步串行通信适合于发送数据不连续、传送数据量较少，或对传输率要求不高的场合。~~字符1字符2字符3字符n数据块的传输同步串