电子系统设计与实践第九讲单片机通信技术

电子系统设计与实践
目前不少电子系统都是以微处理器（单片机）为核心，而微处理器 往往通过I2C、SPI、CAN等通信接口同外围电路连接起来，以实现 复杂的电路功能；目前主流的微处理器除拥有I2C、SPI、UART外， 还集成有CAN、LIN、USB、EtherCAT等通信接口。
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一、微处理器通信介绍 1、单片机通信分类 （1）按总线方式分 总线型，如CAN、RS485、I2C、SPI 非总线型，如RS232、USB （2）按工作模式分 全双工，如SPI 半双工，RS232 单工,单收或单发，如OneWire
可以进行数据通讯了。 7 ：RTS:请求发送；此脚由计算机来控制，用以通知Modem马上传送数据
至计算机；否则，Modem将收到的数据暂时放入缓冲区中。 8 ：CTS: 清除发送；此脚由Modem控制，用以通知计算机将欲传的数据
送至Modem。 9 ：RI : Modem通知计算机有呼叫进来，是否接听呼叫由计算机决定。
SP485 芯片引脚图
电子系统设计与实践 RS485:
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UART传输距离: RS-232距离？ RS232只能传输15米 RS485距离？ RS485最远可以传输1200米。 UART传输速率: RS-232:最高256 Kb/s RS-485:最高10 Mb/s 实际传输速率跟传输距离有关
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COM口是PC上异步串行通信口的简写。由于 历史原因，IBM的PC外部接口配置为RS232， 成为实际上的PC界默认标准。所以，现在PC 机的COM口均为RS232。
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通用异步通信数据格式：
起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。 数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、
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（5）按隔离方式分 光耦隔离，高速光耦 变压器隔离，用铁氧体高频变压器
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2、单片机常用通信接口 UART
RS232, RS485 I2C SPI OneWire LIN CAN USB EtherCAT
二、单片机通信接口
（一）、UART
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用异步收发器
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UART是通用异步收发器的英文缩写，它包括了RS232、 RS449、RS423、RS422和RS485等接口标准规范和总线标准规 范，即UART是异步串行通信接口的总称。 而RS232、RS449、 RS423、RS422与RS485等是对应各种异步串行通信口的接口标 准和总线标准，它规定了通信口的电气特性、传输速率、连接 特性和接口的机械特性等内容。实际上是属于通信网络中的物 理层（最底层）的概念，与通信协议没有直接关系。而通信协 议，是属于通信网络中的数据链路层（上一层）的概念。
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RS485:
Receiver output
Receiver output enable (低电平有效)
Driver output enable (高电平有效) Driver input
4.75V<Vcc<5.25V
Driver output / Receiver input Inverting Driver output / Receiver input NonInverting
8等，构成一个字符。 奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶
校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。 停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位
的高电平。 空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据传送。
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波特率：
串行通信每秒传输码位(bit)数 一般：115200、19200、9600、4800、1200 单位：bps
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（3）按传输速率分 低速率，数十KB/S以下，如RS232 中速率，数百KB以上，如I2C ，RS485，CAN 高速率，数MB/S以上，如USB,SPI,以太网 （4）按传输距离分 近 距 离 （ 芯 片 间 ） ， 数 十 厘 米 内 ， 如 I2C 、 SPI 、 OneWire 中距离，十几米内，如RS232、USB，LIN 远距离，RS485达1200米，CAN十公里
VIH>=2V；VIL<=0.8V) MAX3232 3.3V电源 RS232电平输出(±6.6V)
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2. 其他传输电平标准
在工业环境中更好的抗噪性和更远的传输距离是一 个很大的优点。 RS422 全双工差分传输 2对信号线 最多10个设备 RS485 半双工差分传输 1对信号线 最多32个设备
3 ：TXD:此引脚将计算机的数据发送给外部设备；在你使用Modem时，你 会发现TXD指示灯在闪烁，说明计算机正在通过TXD引脚发送数据。
4 ：DTR:数据终端就绪；当此引脚高电平时，通知Modem可以进行数据传 输，计算机已经准备好。
5 ：GND:逻辑地。 6 ：DSR:数据设备就绪；此引脚高电平时，通知计算机Modem已经准备好，
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串口DB9：
DB-9
RS232连接方式:
最少三线链接 TXD、RXD、GND
RxD （2） TxD （3） GND （5）
串口DB9引脚定义
1wenku.baidu.com：DCD :载波检测。主要用于Modem通知计算机其处于在线状态，即 Modem检测到拨号音，处于在线状态。
2 ：RXD:此引脚用于接收外部设备送来的数据；在你使用Modem时，你会 发现RXD指示灯在闪烁，说明RXD引脚上有数据进入。
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1. RS232 RS232电平标准：
为什么要这样设置电平？
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RS232与TTL比较：
可以延长传输线 提高抗干扰能力 RS232是非差分传输方式 注意:RS232只能一对一通信!!!
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TTL、RS232转换芯片：
MAX232 5V电源 RS232电平输出（±10V） (TTL Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；