串行通讯及其接口

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1、6.串行通讯及其接口并行通信:数据的各位同时传送。优点：传送速度快缺点：数据线多，成本较高，且由于并行数据传输线的耦合和共模干扰，传输距离短。主要应用于数据传送量很大的场合，如打印机，液晶屏等。随着现代电子技术的发展，并行通信的应用在逐渐减少。串行通信：将数据按顺序分解为一位（或几位，一般不大于4位）的序列，按顺序传送。优点：传送线路简单，成本低，传送距离长缺点：传送速度比并行通信低随着现代电子技术的发展，传送速度越来越快，应用越来越广泛。如USB、1394、Profibus、SERCOS、各种网络

2、等6-1串行通讯的一般概念6-1-1并行通信和串行通信按数据的传送方向，串行通信可分为：单工、双工、半双工3种形式。6-1-2串行通信的数据通路形式AB单工通信AB双工通信半双工通信AB多机通信主站从站1从站2从站N…站1站B站N…a.异步通信在异步通信中，没有统一的时钟信号，各设备使用自己的时钟信号,各设备时钟必须在频率上保证一致（误差允许范围很小），每个传送字节必须用其始位来同步时钟，用1~2个停止位来表示传送字节的结束。由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等4部分组成的串行数据称为字符帧（Ch

3、aracterFrame）也叫数据帧。异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符帧长度不受限制，故设备简单。缺点是字符帧中因包含起始位和停止位而降低了有效数据的传输速率。D0PD1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3…起始位空闲位停止位异步串行通信的字符帧格式6-1-3串行通信格式按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为同步通信和异步通信。起始位检测异步通信中，每秒钟传送二进制数码的位数为波特率(BaudRate),单位为bps。异步串行通信的收发设备，必须使用相同的波特率。异步通信设备，都具有

4、自己的波特率时钟发生器，其时钟频率一般为波特率的16倍，在检测到起始时位跳变时，接收方同步其接收时钟，然后，间隔24个时钟，检测第一个数据位，以后每间隔16个时钟检测一位，直到停止位，1帧数据结束。用起始位同步接受时钟，消除了时钟误差的累积，降低了对收发时钟频率的一致性要求，一般，时钟误差<3%即可。发送时钟接收时钟数据读取第1个数据位读取第2个数据位b.同步通信在通信的设备中,采用同一时钟信号,这个时钟信号可以是其中一台设备产生的,也可以采用外部时钟信号源。00111101由于具有同步时钟,传送速

5、度快;但若传送距离较长时,时钟信号易受干扰,且不经济。多用于板内芯片间的数据通信和短距离设备间的数据通信。如：I2C、SPI、LVDS等在同步通信中，除了位同步，还需要帧（字符）同步，帧同步可以由单独的硬件信号实现，也可以用数据线上的同步字符来实现（非2进制数据）时钟发生器主器件MOSI从器件MISONSSSCK1）SPI同步串行总线标准SPI总线采用3线制全双工串行通信。7654321076543210MSBbit6bit5bit4bit3bit2bit1LSBSCKMISO/MOSINSS2）I

6、2C同步串行总线标准I2C总线采用2线制全双工串行通信。主站从站0A2A1A0……000001111从站1A2A1A0从站7A2A1A0SDASCL6-2-1RS232CRS232是应用最早,最广泛的双机异步串行通信总线标准。是美国电子工业协会的推荐标准RS=recommendedstandard标准规定了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)间串行通信接口的物理(电平)、信号和机械连接标准6-2常用异步串行通讯接口标准DCE计算机DTEDCEDCEDTE电话线ModemModem计算机RS

7、232CRS232C计算机计算机TXDTXDRXDRXDGNDGNDRS232C的电气标准和机械连接DTE插针式DCE内孔式25针DB插连接器DTE插针式DCE内孔式9针DB插连接器RS232C的电气标准：3V~15V:逻辑0-3V~-15V:逻辑150ft@9600bpsTTL/CMOS-RS232电平转换芯片：MAX232、MAX202等RS232C接口信号定义引脚(9针)引脚(25针)信号信号源类型描述18CDDCE控制载波信号检测23RxDDCE数据接收数据32TxDDTE数据发送数据420

8、DTRDTE控制终端准备好57GND--信号地66DSRDCE控制数据机准备好74RTSDTE控制请求发送85CTSDCE控制清除以便发送922RIDCE控制振铃信号计算机间RS232C通信的常用连接方法全握手无握手计算机计算机TXDTXDRXDRXDGNDGNDTxDRxDRTSCTSDTRDSRCDRIGNDTxDRxDRTSCTSDTRDSRCDRIGND6-2-2RS422和RS485平衡和非平衡线路非平衡线路（单端收发器）平衡线路（差分收发器）RS422和R