《串口通信课堂讲解》PPT课件

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1、串口通信串行通信与并行通信在计算机系统中，CPU和外部通信有两种通信方式：并行通信和串行通信。并行通信，即数据的各位同时传送；串行通信，即数据一位一位顺序传送。并行通信串行通信串行通信优缺点串行通信并行通信通信距离远近抗干扰能力高低传输速度慢快成本低高串行通信的传输方向①单工发送接收TXDRXD②半双工发送接收发送接收TXD/RXD③全双工发送接收发送接收TXDTXDRXDRXD串行通信的错误校验1、奇偶校验在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1

2、”的个数之和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。2、代码和校验代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或），产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字节异或），将所得结果与发送方的“校验和”进行比较，相符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。3、循环冗余校验这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区完整性校验等。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。异步通信与同步通信同步：双方有

3、一个共同的时钟，当发送时，接收方同时准备接收。异步：双方不需要共同的时钟，也就是接收方不知道发送方什么时候发送，所以在发送的信息中就要有提示接收方开始接收的信息，如开始位，结束时有停止位。异步通信：异步通信：异步通信：异步通信中断的概念异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，异步通信是按字符传输的。每传输一个字符就用起始位来进来收、发双方的同步。不会因收发双方的时钟频率的小的偏差导致错误。这种传输方式利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步。特点是：每帧内部各位均采用固定的时间间隔，而帧与帧之间的间隔时随即的。接收机完全靠每

4、一帧的起始位和停止位来识别字符时正在进行传输还是传输结束。但每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧之间还有间隔，导致传输效率不高。（使用串口UART中的串行异步通信是一个代表）进行数据传输时，发送和接收双方要保持完全的同步，因此，要求接收和发送设备必须使用同一时钟。优点是可以实现高速度、大容量的数据传送；缺点是要求发生时钟和接收时钟保持严格同步，同时硬件复杂。（典型代表SPI、IIC）同步通信同步通信面向位的同步格式将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始和结束标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起的混乱，发送方总是在其发送的数据流中

5、每出现5个连续的1就插入一个附加的0；接收方则每检测到5个连续的1并且其后有一个0时，就删除该0。典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。HerecomesyourfooterPage13串口通信串行外围设备接口SPI（SerialPeripheralInterface）总线技术是MOTOROLA公司推出的一种同步串行接口。SPI是一个全双工的串行

6、接口。它设计成可以处理在一个给定总线上多个互联的主机和从机。在一定数据传输过程中，接口上只能有一个主机和一个从机能够通信。在一次数据传输中，主机总是发送一字节数据，而从机也总是向主机发送一字节数据。SPIHerecomesyourfooterPage141.接口SPI接口经常被称为4线串行总线，SPI协议是主从模式：从机不主动发起访问，总是被动执行操作，数据传输过程由主机初始化。如图1所示，其使用的4条信号线分别为：1)SCLK：串行时钟，用来同步数据传输，由主机输出；2)MOSI：主机输出从机输入数据线；3)MISO：主机输入从机输出数据线；4)SS：片选线

7、，低电平有效，由主机输出。串口通信2.数据传输在一个SPI时钟周期内，会完成如下操作：1)主机通过MOSI线发送1位数据，从机通过该线读取这1位数据；2)从机通过MISO线发送1位数据，主机通过该线读取这1位数据。3.时钟极性和时钟相位在SPI操作中，最重要的两项设置就是时钟极性Clockpolarity（CPOL或UCCKPL）和时钟相位Clockphase（CPHA或UCCKPH）。时钟极性设置时钟空闲时的电平，时钟相位设置读取数据和发送数据的时钟沿。主机和从机的发送数据是同时完成的，两者的接收数据也是同时完成的。所以为了保证主从机正确通信，应使得它们的SP

8、I具有相同的时钟极性和时