串口通信原理及操作流程

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1、第六讲串口通信原理及操作流程曾铁军主要内容23串行通信总线标准及其接口51单片机串口应用举例4MCS-51的串行接口串行通信基础知识1实例1信息编码：文字信息载体：文字、纸张信息传送方式：邮递员实例2第四步第三步第二步第一步说出同学A的名字或学号提问说出同学B的名字或学号提问课堂上老师先让同学A、再让同学B回答问题的过程？实例3老师让学习委员来取作业本的两种方式(1)老师等着学习委员来取(2)将作业本放在办公桌上，学习委员自己来取同步通信异步通信串行通信基础知识1.1串行通信与并行通信1.2异步通信与同步通信1.3串行通信的传输方向1.4

2、信号的调制与解调1.5串行通信的错误校验1.6传输速率与传输距离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异步通信与同步通信1.异步通信异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。：步通信的数据格异式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

3、销较小，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。建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系。外同步自同步同步通信同步通信标题：中包含源地址、目标地址和路由指示等信息SOH（01H）：表示标题的开始STX（02H），表示传送的数据块开始组终字符ETB（17H）或文终字符ETX（03H）。校验码典型的面向字符的同步规程:IBM的二进制同步规程BSC面向位的同步格式：将数据块看作数据流

4、，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。1.3串行通信的传输方向①单工发送接收TXDRXD②半双工发

5、送接收发送接收TXD/RXD③全双工发送接收发送接收TXDTXDRXDRXD1.4信号的调制与解调调制器（Modulator）：把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去。解调器（Demodulator）：把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。调制解调器MODEM：由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中。调制解调的方式有多种，这里调频为例：通过数字信号对二个不同频率的正弦载波信号的键控和信号的合成实现。模拟电子开关模拟电子开关高频正弦信号低频正弦信号数字信号10101010频带信号输出合成1101.5串行通信的错误校验

6、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”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

7、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。1.6传输速率与传输距离码元传输速率RB简称传码率，又称符号速率等。它表示单位时间内传输码元的数目，单位是波特（Baud），记为B。例如，若1秒内传2400个码元，则传码率为2400B。数字信号有多进制和二进制之分，但码元速率与进制数无关，只与传输的码元长度T有关:由于M进制的一个码元可以用log2M个二进制码元去表示，因而在保证信息速率不变的情况下，M进制的码元速率RBM与二

8、进制的码元速率RB2之间有以下转换关系：信息传输速率Rb简称传信率，又称比特率等。它表示单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位是比特/秒，可记为bit/s，或b/s，或bps。C51串口通信