串口通讯概念和电路

串口通讯概念和电路

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时间:2018-08-10

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1、串口通讯的概念及接口电路来自中国工控网 随着计算机系统的应用和微机网络的发展,通信功能越来越显的重要。这里所说的通信是只计算机与外界的信息交换。因此,通信既包括计算机与外部设备之间,也包括计算机和计算机之间的信息交换。由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息,所用的传输线少,并且可以借助现成的电话网进行信息传送,因此,特别适合于远距离传输。对于那些与计算机相距不远的人-机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等,采用串行方式交换数据也很普遍。在实时控制和管理方面,采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中,各CPU之间的通信一般都是串行方

2、式。所以串行接口是微机应用系统常用的接口。许多外设和计算机按串行方式进行通信,这里所说的串行方式,是指外设与接口电路之间的信息传送方式,实际上,CPU与接口之间仍按并行方式工作。1 串行通信的概念图1-1所谓“串行通信”是指外设和计算机间使用一根数据信号线(另外需要地线,可能还需要控制线),数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输,每一位数据都占据一个固定的时间长度。如图1-1所示。这种通信方式使用的数据线少,在远距离通信中可以节约通信成本,当然,其传输速度比并行传输慢。由于CPU与接口之间按并行方式传输,接口与外设之间按串行方式传输,因此,在串行接口中,必须要有

3、“接收移位寄存器”(串→并)和“发送移位寄存器”(并→串)。典型的串行接口的结构如1-2所示。图1-2在数据输入过程中,数据1位1位地从外设进入接口的“接收移位寄存器”,当“接收移位寄存器”中已接收完1个字符的各位后,数据就从“接收移位寄存器”进入“数据输入寄存器”。CPU从“数据输入寄存器”中读取接收到的字符。(并行读取,即D7~D0同时被读至累加器中)。“接收移位寄存器”的移位速度由“接收时钟”确定。在数据输出过程中,CPU把要输出的字符(并行地)送入“数据输出寄存器”,“数据输出寄存器”的内容传输到“发送移位寄存器”,然后由“发送移位寄存器”移位,把数据1位

4、1位地送到外设。“发送移位寄存器”的移位速度由“发送时钟”确定。接口中的“控制寄存器”用来容纳CPU送给此接口的各种控制信息,这些控制信息决定接口的工作方式。“状态寄存器”的各位称为“状态位”,每一个状态位都可以用来指示数据传输过程中的状态或某种错误。例如,用状态寄存器的D5位为“1”表示“数据输出寄存器”空,用D0位表示“数据输入寄存器满”,用D2位表示“奇偶检验错”等。能够完成上述“串<-->并”转换功能的电路,通常称为“通用异步收发器”(UART:UniversalAsynchronousReceiverandTransmitter),典型的芯片有:Inte

5、l8250/8251,16550。奇偶校验来自中国工控网 串行数据在传输过程中,由于干扰可能引起信息的出错,例如,传输字符‘E’,其各位为:0100,0101=45HD7D0由于干扰,可能使位变为1,这种情况,我们称为出现了“误码”。我们把如何发现传输中的错误,叫“检错”。发现错误后,如何消除错误,叫“纠错”。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:所有传送的数位(含字符的各数位和校验位)中,“1”的个数为奇数,如:10110,010100110,0001偶校验:所有传送的数位(含字符的各数位和

6、校验位)中,“1”的个数为偶数,如:10100,010100100,0001奇偶校验能够检测出信息传输过程中的部分误码(1位误码能检出,2位及2位以上误码不能检出),同时,它不能纠错。在发现错误后,只能要求重发。但由于其实现简单,仍得到了广泛使用。有些检错方法,具有自动纠错能力。如循环冗余码(CRC)检错等。串行通讯简单认识     单工、半双工和全双工的定义来自中国工控网串行通讯简单认识   串行通讯的基本概念:与外界的信息交换称为通讯。基本的通讯方式有并行通讯和串行通讯两种。   一条信息的各位数据被同时传送的通讯方式称为并行通讯。并行通讯的特点是:各数据位同

7、时传送,传送速度快、效率高,但有多少数据位就需多少根数据线,因此传送成本高,且只适用于近距离(相距数米)的通讯。   一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是:数据位传送,传按位顺序进行,最少只需一根传输线即可完成,成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米。   根据信息的传送方向,串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。信息只能单向传送为单工;信息能双向传送但不能同时双向传送称为半双工;信息能够同时双向传送则称为全双工。   串行通讯又分为异步通讯和同步通讯两种方式。在单片机中,主要使用异步通讯方式。   MC

8、S_51单

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