第八章-串行通信及接口电路

第一讲：第八章串行接口与通信回顾：并行通信的特点及应用。

本讲重点：串行接口与通信概述，串行通信接口，通信规程和通信标准讲授内容：8.1 串行接口与通信概述一．并行通信与串行通信数据通信的基本方式可分为并行通信与串行通信两种：并行通信：是指利用多条数据传输线将一个数据的各位同时传送。

特点：是传输速度快，适用于短距离通信。

串行通信：是指利用一条传输线将数据一位位地顺序传送。

特点：是通信线路简单，利用电话或电报线路就可实现通信，降低成本，适用于远距离通信，但传输速度慢。

二．串行通信方式串行通信：分为同步通信(SYNC)与异步通信（ASYNC）两种方式。

1．异步通信及其协议异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。

通信协议（通信规程）：是通信双方约定的一些规则。

传送一个字符的信息格式：规定有起始位、数据位、奇偶校验位、停止位等，其中各位的意义如下：①起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的开始。

②数据位：紧接着起始位之后。

数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。

通常采用ASCII码。

从最低位开始传送，靠时钟定位。

③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。

④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。

⑤空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据传送。

波特率：是衡量数据传送速率的指标。

表示每秒钟传送的二进制位数。

例如数据传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120＝1200字符/秒＝1200波特。

注：异步通信是按字符传输的，接收设备在收到起始信号之后只要在一个字符的传输时间内能和发送设备保持同步就能正确接收。

下一个字符起始位的到来又使同步重新校准。

2．同步串行通信及其规程同步通信以一个帧为传输单位，每个帧中包含有多个字符。

串行通信及接口电路1. 串行通信的概念串行通信是一种数据传输的方式，它将数据逐位地按照一定顺序传输，相比于并行通信的方式，串行通信只需使用一个通信线路传输数据。

在串行通信中，每个数据位被顺序发送，并且在接收端被顺序接收和重组。

串行通信的优点是可以节省通信线路的数量，但其传输速度相对较慢。

2. 串行通信的应用串行通信广泛应用于各种领域，包括计算机通信、网络通信、工业控制等。

它可以用于长距离通信，如在局域网或广域网中传输数据。

此外，串行通信还常用于外设与主机之间的通信，如串行口和串行外设之间的通信。

3. 串行通信的协议串行通信的实现需要一定的协议来确保数据的可靠传输。

常见的串行通信协议包括UART（通用异步收发器），SPI（串行外设接口）和I2C（双线串行通信接口）。

这些协议都定义了数据的传输规则、时序要求以及错误处理机制，以确保数据的准确性和完整性。

3.1 UARTUART是一种使用异步传输方式的串行通信协议。

它通过发送方和接收方之间的单个通信线路进行数据传输。

UART协议定义了数据的起始位、数据位、停止位和校验位等信息。

发送端根据这些信息将数据发送给接收端，并且接收端根据这些信息识别数据的边界和校验数据的正确性。

3.2 SPISPI是一种同步传输方式的串行通信协议，它使用一对数据线（Master Out, Slave In - MOSI 和 Master In, Slave Out - MISO）以及时钟线（SCLK）进行通信。

SPI协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。

SPI协议定义了数据的传输时序，通过时钟的上升沿和下降沿进行数据采样和传输。

3.3 I2CI2C是一种双线串行通信接口，它使用两条线路（串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL））进行通信。

I2C协议由主设备（Master）和从设备（Slave）组成，主设备通过时钟信号控制从设备进行数据传输。

第八章串行通信技术§8。

1串行通信的概述及RS-232C总线教学方法:讲授法教学目的:1、了解单片机串行通信的基本方法。

2、掌握单片机串行通信的相关概念。

3、了解RS-232C总线。

4、了解RS-232C总线电平及计算机信号电平教学重点：串行通信的方式教学难点:波特率的理解和信号电平的理解教学过程：组织教学：授课课时：（2课时）扳书课题：§8。

1串行通信的概述及RS-232C总线引入新课：一、串行通信概述1、什么叫串行通信？并行、串行举生活中的例子（排横队行走，排纵队行走）说明；引出并行通信，串行通信的概念。

P00P01 外设1P02P0389C51RXD外设2TXD串行通信就是使计算机中的数据一位一位地按先后顺序在一根传输线上传送。

通常有两种基本的通信方式：异步通信和同步通信。

2、异步通信和同步通信回顾在数字电路中所学的移位寄存器工作原理。

可提问学生。

异步通信：异步——发送时钟不一定等于接收时钟。

如下图：数据传送是帧的形式传送，每一帧数据包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位四部分。

其中数据位可以是5位、6位、7位、8位。

在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可以省略），最后是停止位1。

用这种格式表示字符，则字符可以一个接一个地传送。

特点：不同速度的外设可相互传送，但传送数据比实际数据位数多（加起始位、停止位等），占用CPU时间，传送速度较慢。

同步通信同步——发送设备时钟等于接收设备时钟。

在同步通信中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间；所以在数据块传递时，为了提高速度，常去掉这些标志，采用同步传送。

由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂。

发送方和接收方时钟完全一样，只要双方同时准备好（同步），可直接传送数据，无需附加多余的控制位，传送数据效率高，但设备要求高。