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单片机串行通信基础知识

时间:2023-10-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)通信总线有两种:并行通信总线和串行通信总线。并行通信总线是多位数据或者控制信息同时传送或者接收。2)串行通信分为:同步通信和异步通信。全双工通信需要4条传输线,特别适用于计算机之间通信,因此计算机网络中目前基本上都是采用全双工通信方式。4)波特率是串行通信中的一个重要概念,它用于衡量串行通信速度快慢。

单片机串行通信基础知识

1)通信总线有两种:并行通信总线和串行通信总线。

并行通信总线是多位数据或者控制信息同时传送或者接收。并行通信总线能以简单的硬件来运行高速的数据传输和处理,速度快,实时性好。但是一个并行数据的二进制位数有多少,就要占据多少根传输线,这样导致需要较多的传输线,通信成本高,不适于小型化产品,只适用于近距离的传送。

串行通信总线是所传送的数据和控制信息按顺序一位一位逐位传送或者接收。由于数据串行传送,每次只能传送一位数据,所以传输速度较慢,但是只需要2~3根传输线,在数据通信吞吐量不是很大的情况下则显得更加简易、方便和灵活,可以大大节省传输线成本。串行通信总线的信息传输速度比并行通信总线慢,但是产品成本是系统的一个重要指标,因此在长距离传输时多选用串行通信总线。距离越长,这个优点越突出。

2)串行通信分为:同步通信和异步通信。

同步通信。数据发送端在通信开始时,先发送一个同步字符来指示一帧数据的开始;接收端一旦检测到规定的同步字符,就连续按顺序接收数据;并且由统一的时钟来实现发送端和接收端的同步。同步通信过程中,不需要发送数据字符开始和结束标志,并且在一帧数据内可以传送多个数据,传输速度快,但是对硬件要求较高,实用性稍差,容易出错。

异步通信。一帧数据先用一个起始位表示传输的开始,然后传输5~8位的数据位,还可以有奇偶校验位,最后是结束位。由于异步通信一帧数据格式固定,硬件结构比较简单,同时可以进行奇偶校验,出错率低,但是需要在一帧数据中增加起始位和结束位,传输速度较慢。

3)根据数据信息在传输线上的传送方向,串行通信又分为单工通信、半双工通信和全双工通信3种,如图4-1所示。

单工通信是指两个设备之间数据传输信号流始终沿一个方向流动。(www.xing528.com)

半双工通信是指数据可以双向传送,但同一时刻只允许一个方向传送,该方式要求通信两端都有发送装置和接收装置,数据传输方向可以在通信前或通信过程中切换。半双工通信也需要两条传输线:一条传输数据代码;另一条传输控制信号。该方式适用于终端之间的会话式通信。

全双工通信是指数据可以双向传送,而且可以同时传送,即能同时进行双向通信。全双工通信需要4条传输线,特别适用于计算机之间通信,因此计算机网络中目前基本上都是采用全双工通信方式。

4)波特率是串行通信中的一个重要概念,它用于衡量串行通信速度快慢。波特率是指串行通信中,单位时间传送的二进制位数,单位是bit/s,如每秒传送200位二进制位,则波特率为200bit/s。在异步通信中,传输速度往往又可用每秒传送多少个字节来表示(B/s)。它与波特率的关系为

波特率(bit/s)=一个字符的二进制位数×字节/秒(B/s)

例如:每秒传送200字节,每个字节1位起始位、8个数据位、1个校验位和1个停止位。则波特率就是2200bit/s。在异步串口通信中,波特率一般为50~9600bit/s。

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图4-1 串行数据传输方向示意图

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