《串行通信接口》

串行数据通信的接口标准
串行数据通信的接口标准是用于规范串行数据通信的硬件和软件接口。

这些标准使得不同的设备能够以一致的方式进行数据传输和接收。

常见的串行数据通信接口标准包括RS-232、RS-485、RS-422、RS-423等。

RS-232是一种非常常见的串行通信接口标准，被广泛用于连接计算机和其他设备。

它使用9个引脚，其中包括5个用于数据传输，4个用于控制信号。

RS-232接口可以实现点对点的通信，但传输距离较短，通常在15米以内。

RS-485和RS-422接口标准是RS-232的改进版，它们使用差分信号传输方式，因此具有更远的传输距离和更好的抗干扰能力。

RS-485通常用于多点通信，可以实现多个设备之间的连接。

而RS-422则适用于一对一的通信。

RS-423接口标准与RS-422类似，但使用不同的电平标准。

它也适用于一对一的通信，但具有更高的数据传输速率。

这些串行数据通信接口标准都有各自的特点和适用范围，因此在选择使用哪种接口标准时，需要根据实际需求进行考虑。

串行接口通信测试方法标准串行接口通信测试是确保串行通信设备正常运行的重要步骤。

以下是一些常见的串行接口通信测试方法和标准：1. 物理层测试：•连通性测试：确保所有线缆正确连接，包括传输线、连接器等。

•电气参数测试：测试电压、电流和信号波形是否符合规范，如RS-232、RS-485等标准。

2. 数据链路层测试：•帧同步测试：确保接收端能够正确解析发送端发送的帧。

• CRC校验：测试帧中的CRC校验是否能够检测出错误。

3. 网络层测试：•地址分配测试：对于某些协议，确保设备能够正确地分配和识别地址。

•数据包传输测试：测试设备在网络层是否能够正确地传输数据。

4. 传输层测试：•流量控制测试：确保设备在数据传输时能够正确地进行流量控制。

•错误处理测试：模拟错误情况，测试设备在错误发生时的响应和恢复能力。

5. 应用层测试：•协议一致性测试：确保设备遵循所使用的通信协议的规范。

•功能测试：针对具体应用场景，测试设备是否能够正确地完成预期的功能。

6. 性能测试：•数据传输速率测试：测试设备在不同条件下的数据传输速率。

•延迟测试：测试数据从发送端到接收端的传输延迟。

7. 兼容性测试：•多设备测试：测试设备与其他厂商的设备之间是否能够正常通信。

•协议版本测试：确保设备支持的协议版本与其他设备兼容。

8. 安全性测试：•认证测试：确保只有经过授权的设备能够进行通信。

•加密测试：测试设备是否能够安全地传输数据，防止未经授权的访问。

9. 稳定性测试：•长时间运行测试：在一定时间范围内对设备进行测试，以确保其稳定性和可靠性。

10. 自动化测试：•使用自动化测试工具来执行上述测试，提高测试效率和一致性。

在进行串行接口通信测试时，具体的测试方法和标准会依赖于使用的串行通信协议和设备的规格要求。

确保测试计划覆盖所有关键方面，并记录测试结果以便进行问题追踪和改进。

几种串行通信接口标准详解在数据通信、计算机网络以及分布式工业控制系统中，经常采用串行通信来交换数据和信息。

1969年，美国电子工业协会(EIA)公布了RS-232C作为串行通信接口的电气标准，该标准定义了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)间按位串行传输的接口信息，合理安排了接口的电气信号和机械要求，在世界范围内得到了广泛的应用。

但它采用单端驱动非差分接收电路，因而存在着传输距离不太远(最大传输距离15m)和传送速率不太高(最大位速率为20Kb/s)的问题。

远距离串行通信必须使用Modem，增加了成本。

在分布式控制系统和工业局部网络中，传输距离常介于近距离(＜20m＝和远距离(＞2km)之间的情况，这时RS-232C（25脚连接器）不能采用，用Modem又不经济，因而需要制定新的串行通信接口标准。

1977年EIA制定了RS-449。

它除了保留与RS-232C兼容的特点外，还在提高传输速率，增加传输距离及改进电气特性等方面作了很大努力，并增加了10个控制信号。

与RS-449同时推出的还有RS-422和RS-423，它们是RS-449的标准子集。

另外，还有RS-485，它是RS-422的变形。

RS-422、RS-423是全双工的，而RS-485是半双工的。

RS-422标准规定采用平衡驱动差分接收电路，提高了数据传输速率(最大位速率为10Mb/s)，增加了传输距离(最大传输距离1200m)。

RS-423标准规定采用单端驱动差分接收电路，其电气性能与RS-232C几乎相同，并设计成可连接RS-232C和RS-422。

它一端可与RS-422连接，另一端则可与RS-232C连接，提供了一种从旧技术到新技术过渡的手段。

同时又提高位速率(最大为300Kb/s)和传输距离(最大为600m)。

因RS-485为半双工的，当用于多站互连时可节省信号线，便于高速、远距离传送。

许多智能仪器设备均配有RS-485总线接口，将它们联网也十分方便。

第7章串行通信接口(SCI)目前几乎所有的台式电脑都带有9芯的异步串行通信口，简称串行口或COM口。

有的台式电脑带有两个串行口，分别称为COM1、COM2口。

大部分的笔记本电脑也带有串行口。

随着USB接口的普及，串行口的地位逐渐变低了。

但是，作为设备间的一种简便的通信方式，在相当长的时间内，串行口还不会消失。

因为简单且常用的串行通信只需要三根线(发送线、接收线和地线)，所以，串行通信可以作为MCU与外界通信的简便方式之一。

大部分嵌入式MCU都具有串行通信接口(Serial Communication Interface，SCI) ，掌握SCI的编程是学习MCU的重要内容之一。

本章从掌握规范的SCI基本编程角度讨论串行通信编程，把与芯片型号相关内容和与芯片型号无关内容区别开来，便于读者融会贯通与实际应用。

本章7.1、7.2节是与芯片无关的有关串行通信的通用基础知识，只有理解这些基础知识，才能进行串行通信的应用。

7.3、7.4节阐述GP32芯片的SCI模块的编程方法，在此基础上，重点掌握7.5节给出的编程实例。

注意，在汇编程序中，只有初始化子程序与GP32相关，收发程序在整个08系列中是通用的，在C程序中，只有初始化子程序与GP32相关，收发程序对任何芯片是通用的。

当然，要注意头文件SCI.h相关位的定义。

关于串口程序的测试，最好利用教学资料中提供的PC机方的高级语言源程序进行。

根据自己对高级语言的熟悉程度选用VB、C#、VC或其他高级语言。

实际上，掌握一门PC机方的高级语言编程对嵌入式系统开发是必要的。

7.1 异步串行通信的基础知识本节简要概括了串行通信中的通常使用的相关基本概念，为学习MCU的串行接口编程做准备。

对于已经了解这方面知识的读者，可以略读本节。

7.1.1 基本概念“位”(bit) 是单个二进制数字的简称，是可以拥有两种状态的最小二进制值，分别用“0”和“1”表示。

在计算机中，通常一个信息单位用8位二进制表示，称为一个“字节”(byte) 。

串口是串行接口（serial port）的简称，也称为串行通信接口或COM接口。

串口通信是指采用串行通信协议（serial communication）在一条信号线上将数据一个比特一个比特地逐位进行传输的通信模式。

串口按电气标准及协议来划分，包括RS-232-C、RS-422、RS485等。

1.串行通信在串行通信中，数据在1位宽的单条线路上进行传输，一个字节的数据要分为8次，由低位到高位按顺序一位一位的进行传送。

串行通信的数据是逐位传输的，发送方发送的每一位都具有固定的时间间隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。

不仅如此，接收方还必须能够确定一个信息组的开始和结束。

常用的两种基本串行通信方式包括同步通信和异步通信。

1.1串行同步通信同步通信（SYNC:synchronous data communication）是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这样就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。

同步通信把许多字符组成一个信息组（信息帧），每帧的开始用同步字符来指示，一次通信只传送一帧信息。

在传输数据的同时还需要传输时钟信号，以便接收方可以用时针信号来确定每个信息位。

同步通信的优点是传送信息的位数几乎不受限制，一次通信传输的数据有几十到几千个字节，通信效率较高。

同步通信的缺点是要求在通信中始终保持精确的同步时钟，即发送时钟和接收时钟要严格的同步（常用的做法是两个设备使用同一个时钟源）。

在后续的串口通信与编程中将只讨论异步通信方式，所以在这里就不对同步通信做过多的赘述了。

1.2串行异步通信异步通信（ASYNC:asynchronous data communication），又称为起止式异步通信，是以字符为单位进行传输的，字符之间没有固定的时间间隔要求，而每个字符中的各位则以固定的时间传送。

在异步通信中，收发双方取得同步是通过在字符格式中设置起始位和停止位的方法来实现的。

串行通信接口常用的符号
串行通信接口常用的符号包括起始位、数据位、校验位和停止位。

起始位用于指示数据传输的开始，通常为逻辑低电平。

数据位是实际传输的数据位数，通常为8位或者9位。

校验位用于检测数据传输过程中是否出现错误，常见的校验方式包括奇偶校验、校验和校验、CRC校验等。

停止位用于指示数据传输的结束，通常为逻辑高电平。

除了这些基本的符号外，串行通信接口还可能涉及到波特率、数据格式、流控等方面的符号和参数。

在实际应用中，不同的串行通信协议可能会有所不同，因此需要根据具体的通信标准来确定使用的符号和参数。

总的来说，串行通信接口的符号是保证数据能够准确传输的重要组成部分，正确理解和使用这些符号对于实现稳定可靠的串行通信至关重要。