第9章 串行通信技术
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串行通信原理串行通讯是一种在计算机领域用于数据传输的技术。
串行通讯通过一个线路逐位传输数据,相比于并行通讯的方式,更加经济和易于实现。
在串行通讯中,数据被分成逐位的信息串,这些信息串逐位传输,最终组成有意义的数据。
主要应用于计算机与周边设备之间的数据传输。
串行通信主要包括两种方式:同步串行通信和异步串行通信。
同步传输根据系统时钟处理数据传输,而异步传输较为灵活,是一种更加通用性的传输方式。
串行通讯的原理1.数据格式在串行通讯过程中,数据是以特定的格式传输的。
数据格式包括数据位、同步位、波特率和校验位。
数据位:表示每一个数据中包含的二进制位数,包括5位、6位、7位、8位等不同的长度。
通常情况下,大多数串行通讯系统都采用8位数据位。
同步位:用于标识数据传输已经开始,也就是数据的起始位置,通常情况下,同步位的值为0。
波特率:表示数据传输的速度,也就是每秒钟传输的数据位数。
波特率越高,信号传输的速度越快。
常用的波特率为9600、19200、38400、57600等。
校验位:用于检测传输数据中的错误。
通过对传输的数据进行校验位的比对,可以减少数据传输中的错误发生。
常用的校验方式有奇偶校验、校验和、循环冗余校验等。
2.串行通讯的流程串行通讯的流程可以分为三个主要阶段:起始位、数据位和停止位。
起始位:用于标识数据传输的开始,表示数据传输的起始位置。
通常情况下,起始位的值为0。
数据位:用于传输数据信息,包括了需要传输的数据。
停止位:用于标识数据传输的结束,表示数据传输的终止位置。
通常情况下,停止位的值为1。
串行通讯的工作原理串行通讯的工作原理主要包括:发送过程和接收过程。
1.发送过程在发送过程中,数据被通过串行通讯数据线逐位地传输。
发送过程中,数据被分成字节,每个字节由8位组成。
在数据传输前,发送端将数据位、同步位、波特率和校验位进行设置。
然后发送端将数据逐位地传输到接收端。
发送端会首先发送起始位表示数据传输的开始,接着发送数据位,每个字节之间间隔一段时间,以便接收端辨别每个字节,并识别出其所代表的意义。
串行通信串行通信概述通信是指计算机与外界的信息传输,既包括计算机与计算机之间的传输,也包括计算机与外部设备,如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。
串行通信是其中一种数据通信方式,常使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。
使用串口通信时,发送和接收到的每一个字符目录∙串行通信概述∙串行通行的分类∙串行通信的特点及与并行通信的区别∙串行通信的数据传输方式∙串行通信的调幅方式∙串行通信的数据传输速率∙串行通信概述o通信是指计算机与外界的信息传输,既包括计算机与计算机之间的传输,也包括计算机与外部设备,如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。
串行通信是其中一种数据通信方式,常使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。
使用串口通信时,发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的,每一位为1或者为0。
∙串行通行的分类o1.同步通信它是一种在发送端发送一个抑抑制载波的双边带信号,而在接收端恢复载波,再进行检波的通信方式。
因为恢复的载波与被接收的信号载波同频同相,故取名为同步通信,也称抑制载波双边带通信。
同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式,一次通信只传送一帧信息。
信息中含有若干个数据字符。
它们均由CRC即同步字符、数据字符和校验字符组成。
同步字符位于帧开头,用于确认数据字符的开始;数据字符位于同步字符之后,个数没有限制,由所需传输的数据块长度来决定;校验字符一般有1到2个,用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。
同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。
2.异步通信异步通信有两个比较重要的指标:字符帧格式和波特率。
其数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送,字符帧由发送端逐帧发送,通过传输线被接收设备逐帧接收。
发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收,这两个时钟源彼此独立,互不同步。
串行通信技术总结以串行通信技术总结为标题,本文将从串行通信技术的定义、优势和应用领域等方面进行总结。
一、串行通信技术的定义串行通信技术是一种数据传输方式,它将数据位逐个按照顺序进行传输。
与之相对的是并行通信技术,它将数据同时传输多位。
串行通信技术在现代通信领域得到了广泛应用,包括计算机网络、无线通信、物联网等。
二、串行通信技术的优势1. 传输距离远:串行通信技术能够通过一根细而长的线缆传输数据,适用于远距离通信需求。
与并行通信技术相比,串行通信技术能够更好地解决长距离传输的问题。
2. 传输速率高:串行通信技术能够通过改进传输协议和提高传输速率,实现更高的数据传输效率。
随着技术的不断发展,串行通信技术的传输速率已经达到了Gbps级别。
3. 成本低:串行通信技术相对于并行通信技术来说,所需线缆数量较少,硬件成本低,维护成本也低。
因此,在实际应用中,串行通信技术更受欢迎。
三、串行通信技术的应用领域1. 计算机网络:串行通信技术在计算机网络中起到了至关重要的作用。
在局域网和广域网中,常用的串行通信技术包括以太网、同轴电缆和光纤通信等。
这些技术使得计算机可以进行高速的数据传输和互联。
2. 无线通信:串行通信技术也被广泛应用于无线通信领域。
例如,蓝牙技术就是一种串行通信技术,它可以实现不同设备之间的无线数据传输。
此外,串行通信技术也被应用于无线局域网、移动通信等领域。
3. 物联网:物联网是指通过互联网连接各种智能设备的网络。
在物联网中,设备之间的通信往往需要采用串行通信技术。
这是因为串行通信技术可以提供更高的传输效率和可靠性,同时适应物联网中智能设备数量庞大的特点。
4. 工业自动化:在工业自动化领域,串行通信技术也扮演着重要的角色。
例如,Modbus通信协议就是一种基于串行通信技术的工业自动化协议,它被广泛用于工业控制系统中的数据传输。
串行通信技术具有传输距离远、传输速率高和成本低等优势。
在计算机网络、无线通信、物联网和工业自动化等领域都有广泛的应用。
串行通信技术基础知识串行通信技术基础在串行通信中,参与通信的两台或多台设备通常共享一条物理通路。
发送者依次逐位发送一串数据信号,按一定的约定规则为接收者所接收。
由于串行端口通常只是定义了物理层的接口规范,所以为确保每次传送的数据报文能准确到达目的地,使每一个接收者能够接收到所有发向它的数据,必须在通信连接上采取相应的措施。
由于借助串行通信端口所连接的设备在功能、型号上往往互不相同,其中大多数设备出了等待接收数据之外还会有其他的任务,例如,一个数据采集单元需要周期性地收集和存储数据;一个控制器需要负责控制计算机或向其他设备发送报文;一台设备可能会在接收方正在进行其他任务时向它发送信息。
因此,必须有能应对多种不同工作状态的一系列规则来保证通信的有效性。
这里所讲的保证串行通信的有效性的方法包括:使用轮询或者中断来检测、接收信息;设置通信帧的起始、停止位;建立连接握手;实行对接收数据的确认、数据缓存以及错误检查等。
一、串行通信基本概念1、连接握手通信帧的起始位可以引起接收方的注意,但发送方并不知道,也不能确定接收方是否已经做好了接收数据的准备。
利用连接握手可以使收发双方确认已经建立了连接关系,接收方已经做好准备,可以进入数据收发状态。
连接握手过程是指发送者在发送一个数据块之前使用一个特定的握手信号来引起接收者的注意,表明要发送数据,接收者则通过握手信号回应发送者,说明它已经做好了接收数据的准备。
连接握手可以通过软件,也可以通过硬件来实现。
在软件连接握手中,发送者通过发送一个字节表明它想要发送数据;接收者看到这个字节的时候,也发送一个编码来声明自己可以接收数据;当发送者看到这个信息时,便知道它可以发送数据了。
接收者还可以通过另一个编码来告诉发送者停止发送。
在普通的硬件握手中,接收者在准备好了接收数据的时候将相应的握手信号线变为高电平,然后开始全神贯注地监视它的串行输入端口的允许发送端。
这个允许发送端与接收者已准备好接收数据的信号端相连,发送者在发送数据之前一直在等待这个信号变化。
串行接口及串行通信技术难点•串行通信的四种工作方式要求掌握:•串行通信的操纵寄存器•串行通信的工作方式0与方式1熟悉:•串行通信的基础知识•串行通信的工作方式2与方式39.1 串行通信的基础知识串行数据通信要解决两个关键技术问题,一个是数据传送,另一个是数据转换。
所谓数据传送就是指数据以什么形式进行传送。
所谓数据转换就是指单片机在同意数据时,如何把接收到的串行数据转化为并行数据,单片机在发送数据时,如何把并行数据转换为串行数据进行发送。
9.1.1 数据传送单片机的串行通信使用的是异步串行通信,所谓异步就是指发送端与接收端使用的不是同一个时钟。
异步串行通信通常以字符(或者者字节)为单位构成字符帧传送。
字符帧由发送端一帧一帧地传送,接收端通过传输线一帧一帧地接收。
1. 字符帧的帧格式字符帧由四部分构成,分别是起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。
如图9.1所示:1)起始位:位于字符帧的开头,只占一位,始终位逻辑低电平,表示发送端开始发送一帧数据。
2)数据位:紧跟起始位后,可取5、6、7、8位,低位在前,高位在后。
3)奇偶校验位:占一位,用于对字符传送作正确性检查,因此奇偶校验位是可选择的,共有三种可能,即奇偶校验、偶校验与无校验,由用户根据需要选定。
4)停止位:末尾,为逻辑“1”高电平,可取1、1.5、2位,表示一帧字符传送完毕。
图9.1 字符帧格式异步串行通信的字符帧能够是连续的,也能够是断续的。
连续的异步串行通信,是在一个字符格式的停止位之后立即发送下一个字符的起始位,开始一个新的字符的传送,即帧与帧之间是连续的。
而断续的异步串行通信,则是在一帧结束之后不一定接着传送下一个字符,不传送时维持数据线的高电平状态,使数据线处于空闲。
其后,新的字符传送可在任何时候开始,并不要求整倍数的位时间。
2. 传送的速率串行通信的速率用波特率来表示,所谓波特率就是指一秒钟传送数据位的个数。
每秒钟传送一个数据位就是1波特。
串行通信技术总结串行通信技术是一种在计算机和通信领域中广泛应用的数据传输方式。
与并行通信技术相对应,串行通信技术通过一个信道依次传输数据位,而不是同时传输多个数据位。
本文将对串行通信技术进行总结和分析。
串行通信技术具有较高的传输可靠性。
由于数据是按位依次传输的,传输过程中每一位数据都会经过校验和纠错等机制的检测和处理,从而保证数据的准确性。
与并行通信技术相比,串行通信技术能够更好地避免数据传输过程中的干扰和误差。
串行通信技术在长距离传输中具有优势。
由于串行通信技术只需要一个信道传输数据,相比并行通信技术所需的多个信道,串行通信技术能够更好地降低传输成本,并且减少了传输线路的复杂性。
因此,在长距离传输和跨地域通信中,串行通信技术被广泛应用。
串行通信技术还可以实现多路复用。
通过串行通信技术,多个数据流可以通过时间片的方式在同一信道上进行传输,从而提高了信道的利用率。
这种多路复用的方式在资源有限的情况下,能够更好地满足多个用户对数据传输的需求。
串行通信技术还具有较高的灵活性。
由于串行通信技术只需要一个信道,因此能够更好地适应不同设备之间的数据传输需求。
不同设备之间的数据传输速率可能存在差异,而串行通信技术可以根据不同的需求进行调整,从而更好地满足数据传输的要求。
因此,串行通信技术在现代计算机和通信系统中得到了广泛的应用。
总结起来,串行通信技术是一种在计算机和通信领域中广泛应用的数据传输方式。
它具有高传输可靠性、适用于长距离传输、能够实现多路复用以及具有较高的灵活性等特点。
随着科技的不断进步和发展,串行通信技术将在更多领域得到应用,为数据传输提供更可靠、高效的解决方案。