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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。
1）串行通信物理连接方式Fig 5-3-3西安交通大学桂小林制作2）串行通信的类型和数据位的检测方式z串行同步通信格式用同步字符完成同步Fig 5-3-2西安交通大学桂小林制作西安交通大学桂小林制作•串行通信数据位的检测时钟周期：Tc数据位间隔：TdTc= Td / KK：波特率因子（16，32，64）西安交通大学桂小林制作（帧结束FFH）–SDLC（Serial D ata Link Control）：西安交通大学桂小林制作西安交通大学桂小林制作西安交通大学桂小林制作RS-232连接器连接方式西安交通大学桂小林制作西安交通大学桂小林制作•信号的调制和解调长距离传输西安交通大学桂小林制作西安交通大学桂小林制作下表列出几种串行接口芯片PC 机西安交通大学桂小林制作1）8251 的功能与结构调制解调控制、读/写控制, 以及几个入/出缓冲器。
这最后一部分又可细划为状态缓冲器, 发送数据/命令缓冲器, 和接收数据缓冲器3部分。
西安交通大学桂小林制作西安交通大学桂小林制作发送控制时序z图7.25为发送器的控制时序，说明了T X RDY 引脚、T X EMPTY 引脚和状态字中T X RDY 位之间的区别。
在8251A 空闲期间，T X EMPTY 引脚和T X RDY 位均为高电平，但由于命令指令字中T X EN 位为0，导致T X RDY 引脚为低电平。
z在写入命令指令字使T X EN 位为1后，T X RDY 引脚跳变为高电平（①）；向数据缓冲器写入数据后T X RDY 引脚、T X EMPTY 引脚和T X RDY 位均变为低（②）；当跳变为高电平后T X RDY 引脚变为低电平（③）；T X EMPTY 引脚与T X RDY 引脚的区别是直到数据发送完成后才变为高电平（④）。
西安交通大学桂小林制作z 方式指令字各位的含义如图所示.最低两位B2B1规定了同步方式或异步方式,以及异步方式下时钟频率与数据传诵波特率之间的关系.z 当B2B1分别为01、10和11时，则8251A 工作在异步方式，并且波特率分别是始终频率的1、1/16和1/64，z 若B2B1为00时，则8251A 工作在同步方式。
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。
