第4章 串行通信接口

微计算机系统
微计算机系统 包的分类编码由PID表示。8位PID中的高4位用于包的分类编码，低 4位作校验用。 1).标志包
8BIT SYNC 8BIT PID 7BIT ADDR 4BIT ENDP 5BIT CRC
SYNC:同步域，标志包的开始，输入电路利用它来同步。 PID:包类型域，标志保有4种：OUT,IN,Setup,SOF ADDR:设备地址域，确定包的传输目的地址。7位长，有128个地址。 ENDP:端点域，确定包要传输到设备的哪个端点。4位长，一个设备 可有16个端点。 CRC:检查预，5位长度，用于ADDR和ENDP地校验 (1)帧开始包（SOF） USB的总线时间被划分为帧，一个帧周期可以描述为：在主机发帧 开始标志后，总线处于工作状态，主机将发送和接收几个交换，交 换完毕后，进入帧结束间隔区，此时总线处于空闲，等待下一个帧 启动标志的到来。1帧的持续时间为1ms，每一帧都有独立的编号。
微计算机系统 3）中断传输 单向的，且仅输入到主机，用于不固定的、少量的数据传送。当设 备需要主机为其服务时，向主机发送此类信息。如，键盘，鼠标即 采用此类方式。USB的中断是Polling（查询）类型，主机要频繁地 请求端点输入。 4）等时传输 等时(Isochronous)(同步)传输可以单向和双向，用于传送连续性、实 时的数据。其特点是要求传输输率去定，时间性强，忽略传送错误。 如，视频设备，数字声音设备和数字相机采用此方式。 B交换的包格式 USB总线的传输包含一个或多个交换(Transaction),而交换又是所谓 “包”组成的，包是组成USB交换的基本单位。USB总线上的每一 次交换至少需要3各包才能完成： 标志（令牌）包：含有设备地址码、端点号、传输方向，传输类型。 每次传输都由主机发出标志包开始。 数据包：数据源向目的地址发送。一次交换，数据包可携带的数据 最多位1023BYTE. 握手包：由数据接收方向数据握手方发出的反馈信息。如果有错， 要重发。除了等时传输外，其它传输类型都需要握手包。

RS-232C的接口信号 ---TxD RxD
（2）数据发送与接收线： 发送数据(Transmitted data-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。 接收数据(Received data-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。 （3）地线 有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线，无方向。
奇偶校验
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： 1 0110，0101 0 0110，0001 偶校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，“1”的个数为偶数，如： 1 0100，0101 0 0100，0001
1.电气特性
EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在TxD和RxD上：逻辑1(MARK) =-3V～-15V 逻辑0(SPACE)=+3～＋15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压) = -3V～-15V
TTLRS232转换芯片
连接器的机械特性
串口通信基本接线方法
9针串口（DB9）
25针串口（DB25）
针号
功能说明
缩写
针号
功能说明
缩写
1
数据载波检测
DCD
8
数据载波检测
DCD
2
接收数据
RXD
3
接收数据
RXD
3
发送数据
TXD
2
发送数据
TXD
4
数据终端准备
DTR

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。

错误处理
对于检测到的错误，采取相应的处理措施，如重发数据、要求重新传输等，确保 数据的正确性和可靠性。
05串行口的高级功能行口的流控制硬件流控制
通过硬件电路控制数据流，防止数据过快传输导致接收端无法处理。常见硬件流控制方式有RTS/CTS 流控制。
软件流控制
通过软件算法控制数据流，例如XON/XOFF协议。软件流控制通常用于解决不同设备间数据传输速率 不匹配的问题。
详细描述
串行口是计算机上的一种通讯接口，它通过串行方式实 现数据的传输。与并行口不同，串行口每次只传输一位 数据，但可以通过多条线路同时传输多个数据，从而实 现数据的快速传输。根据传输方式的不同，串行口可以 分为同步串行口和异步串行口两类。同步串行口的数据 传输速率较高，但需要一个时钟信号来同步数据的传输 ；异步串行口的数据传输速率较低，但不需要时钟信号 ，实现起来相对简单。
串行口与通讯课件
CONTENTS
• 串行口基础知识 • 串行口通讯原理 • 串行口的应用场景 • 串行口编程技术 • 串行口的高级功能 • 串行口的发展趋势与展望
01
串行口基础知识
串行口的定义与分类
总结词
串行口是计算机上的一种通讯接口，用于实现计算机 与其他设备之间的数据传输。根据传输方式的不同， 串行口可以分为同步串行口和异步串行口两类。
02
串行口通讯原理
串行口的通讯方式
异步通讯
异步通讯中，数据传输是按照字 符进行，每个字符由起始位、数 据位、奇偶校验位和停止位组成 。
同步通讯
同步通讯中，数据传输是按照数 据块进行，每个数据块由同步字 符开始，后面跟着多个数据字符 。
串行口的通讯速率
波特率
表示每秒传输的位数，常用的波特率 有9600、19200、4800等。