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  • 1.并行通信:是指数据各位同时在多根数据线上发送或接收。如下图 并行通信的特点:控制简单,传输速度快;...在串行通信中,根据对数据流分界、定时以及同步方案方法不同,可分为同步串行通信方式异步通信...

    1.并行通信:是指数据的各位同时在多根数据线上发送或接收。如下图
    在这里插入图片描述
    并行通信的特点:控制简单,传输速度快;由于传输线较多,适用于短距离通信。
    2.串行通信:是指数据的各位在同一根数据线上逐位发送和接收。如下图
    在这里插入图片描述
    串行通信的特点:控制复杂,传输速度慢;只需要一根数据线,适用于远距离通信。

    串行通信方式分类
    在串行通信中,根据对数据流的分界、定时以及同步方案方法不同,可分为和同步串行通信方式和异步通信方式。

    同步通信
    同步通信是指发送端和接收端必须使用同一时钟,是一种连续传送数据的通信方式,一次通讯传送多个字符数据(一帧数据)。下图是同步串行通信帧格式:
    在这里插入图片描述
    同步串行通信方式:把许多字符组成一个信息组(信息振),每帧的开始用字符来指示。并且发送和接收的双方必须采用同一时钟,这样接收方就可以通过时钟信号来确定每个信息位。(如下图所示)
    在这里插入图片描述
    同步串行通信帧:是将许多字符组成一个信息帧,字符可以一个接一个传输。但是,需要在每帧信息的开始加上同步字符,在没有信息要传输时,要填上空字符,因为同步传输不允许有间隙。

    同步串行通信的特点:必须有同步时钟,传输信息量大,传输速率高,但是传输设备则为复杂,技术要求高。

    异步通信
    异步通信是指发送和接收端使用的是各自的时钟,并且它是一种不连续的传输通信方式,一次通信只能传输一个字符数据(字符帧)。字符帧之间的间隙可以是任意的,在STM32中USART就是使用的是异步通信方式,下图是异步串行通信帧格式:
    在这里插入图片描述
    异步串行通信方式:是指通信双方以一个自读(包括特定附加位)作为数据传输单位且发送方传送字符的间隔时间是不定的,具有不规则数据段传输特性,下图是异步串行通信:
    在这里插入图片描述
    异步串行同信帧:将一个字节数据加上起始位、校验位以及停止位构成字符帧。由于异步通信没有同步时钟,所以接收端要时刻处于接收状态。

    起始位:在没有数据传送时(空闲状态),此时通信线上为逻辑“1”。当发送端要发送一个数据时,首先发送一个逻辑“0”,这个低电平就是帧格式的起始位。作用是告诉接收端要开始发送一帧数据。接收端检测到这个低电平之后,就准备接收数据信号。

    数据位:在起始位之后,发送端发出的就是数据位,数据位的位数没有严格限制(5-8位都可以)。低位在前,高位在后。由低位向高位逐位发送。

    校验位:数据位发送完成之后,可以发送以为用来校验数据在传送过程中是否出错。校验位是收发双方预先约定好的有限制差错检验的方式之一(可不用)。

    停止位:字符帧格式的最后部分是停止位,逻辑“1”有效,它的占位有1/2位、1位或者2位。停止位表示传送一帧信息的结束,也作为发送下一帧数据信息做准备。

    异步串行通信特点:不需要同步时钟,通信实现简单,设备简单。但是传输速率不高。

    串行通信数据传送方向
    根据串行数据的传输方向,我们可以将通信分为单工,半双工,双工。

    单工:是指数据传输仅能沿一个方向,不能实现反向传输。

    半双工:是指数据传输可以沿两个方向,但需要分时进行传输。

    全双工:是指数据可以同时进行双向传输。

    下图是单工、半双工以及全双工的示意图
    在这里插入图片描述

    串行通信传输速率
    比特率:每秒钟传送的二进制位数。bps

    波特率:每秒钟调制信号变化的次数。Baud

    串行通信常用波特率表示数据传输率。

    波特率与比特率的关系为:

    比特率 = 波特率x单个调制状态对应的二进制位数

    单个调制状态对应1个二进制位时,或对于数字信号1或0直接用两种不同电压表示的基带传输,此时 比特率==波特率。串行通信双方识别位的时间间隔要相同,所以通信双方的波特率必须一致。

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  • 串行通信 UART

    千次阅读 2018-01-10 16:27:11
    分为并行通信和串行通信。并行通信:利用多条数据线将各位同时发送,特点传输块,适于短距离通信;串行通信:利用一条线路将数据一位一位顺序发送,特点是线路简单成本低,适于远距离通信。 串行通信数据传送...

    数据通信方式

    分为并行通信和串行通信。并行通信:利用多条数据线将各位同时发送,特点是传输块,适于短距离通信;串行通信:利用一条线路将数据一位一位的顺序发送,特点是线路简单成本低,适于远距离通信。

    串行通信数据传送方式

    串行通信分为同步和异步两种。
    进行异步通信的单片机的时钟相互独立,其频率可以不同,在通信时不需要有同步时钟信号。由于异步通信时逐帧进行传输,各位之间的时间间隔必须相同,所以保证两片单片机有相同的传输波特率。当传输波特率误差超过5%,就不能正常通信。帧与帧之间的时间间隔是任意的,间隙为高电平。由于异步通信每传送一帧有固定格式,双方按照约定格式来发送和接收,硬件结构比同步通信简单,还能利用校验位检测错误。单片机中广泛采用异步通信方式。
    同步通信要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制,使双方达到完全同步。此外传输数据的位之间的间距均为“位间隔”的整数倍,同时发送的字符间不留间隙,即保持位同步也保持字符同步。


    串行通信的传输方向

    1. 单双工:数据始终是A发送到B;
    2. 半双工:既能从A发送到B,也能从B发送到A,但任何时候不能在两个方向同时传送,即每次只能一个设备发送,另一个设备接收;
    3. 全双工:允许通信双方同时进行发送和接收。

    串行通信的传输速率

    是指数据传送的速度,用b/s或bps(比特/秒)表示,简称比特率。在二进制下,比特率与波特率数值相等,因而在单片机的通信中常称为波特率。

    数据通信协议

    通信双方约定的一些规则。

    异步通信数据格式:空闲位、起始位、奇偶校验位、停止位。

    异步串行通信协议

    1位起始位--8位数据位--1位校验位-1位停止位

    1. 起始位:先发一个逻辑“0”信号,表示传输的开始
    2. 数据位:紧接着起始位,从低位开始传动,发送速率靠时钟确定
    3. 停止位:数据位加上这一为使得“1”的位数为偶数(偶校验)或奇数(奇校验),以此来校验数据的正确性
    4. 停止位:一个字符数据的结束标
    5. 空闲位:处于逻辑“1”状态,表示当前线路没有数据传输。

    RS-232

    RS-232接线方式有全串口接线、3线接线(RXD、TXD、GND)
    RS-232能够可靠进行数据传输的最大距离为15米,传输速度一般可达到115200bps甚至更高,标准接口能够提供的传输速度主要有以下波特率:1200、2400、4800、9600 、19200 、38400 、57600 、115200 。

    UART原理

    通用异步收发器简称UART,用来传输串行数据。
    1. 发送时:CPU将并行数据写入UART,UART按照一定的格式在一根线上串行发送数据;
    2. 接收时:UART检测另一根线上的信号,收集串行数据放在缓冲区中,CPU即可读取UART获取这些数据。

    发送数据前UART之间要约定好波特率、数据传输格式。UART使用标准的TTL/CMOS逻辑电平来表示数据,为了增强数据的抗干扰能力,提高数据传输距离,通常将TTL/CMOS转换成RS-232逻辑电平。

    数据传输流程

    1. 平时数据处于“空闲”状态(1状态);
    2. 当要发送数据时,UART改变TXD数据线的状态(变为0状态)并维持1位时间(开始位),接收方检测到开始位后,一位一位检测数据线的状态得到传输的数据;
    3. UART一帧中可以有5、 6 、7 或者8位数据,发送方按位改变数据线的状态将数据发送出去,首先发送最低位;
    4. 如果用校验位,UART在发送完数据位后,还要发送1位校验位再发送停止位,数据线恢复到“空闲”状态(1状态)。

    UART驱动程序设计

    串口初始化   数据发送功能    数据接收功能

    初始化

    • 1、设置UART通道管脚
    • 2、设置波特率
    • 3、设置数据传输格式
    • 4、选择通道工作模式

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  • RS232RS485接口问答

    2016-07-11 18:48:24
    答: 计算机与计算机或计算机与终端之间数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低,特别是在远程传输时,避免了多条线路特性不一致而被广泛采用。 在串行通讯时,...

    什么是RS-232-C接口?采用RS-232-C接口有何特点?传输电缆长度如何考虑?

    答: 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低,特别是在远程传输时,避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时,要求通讯双方都采用一个标准接口,使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口(又称 EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信 号的电平加以规定。

    (1)接口的信号内容 实际上RS-232-C的25条引线中有许多是很少使用的,在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线。RS-232-C最常用的9条引线的信号内容见附表1所示

    (2)接口的电气特性 在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻 辑“1”,-5— -15V;逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”,高到-3V的信号 作为逻辑“1” 附表1

    引脚序号

    信号名称

    符号

    流向

    功能

    2

    发送数据

    TXD

    DTE→DCE

    DTE发送串行数据

    3

    接收数据

    RXD

    DTE←DCE

    DTE接收串行数据

    4

    请求发送

    RTS

    DTE→DCE

    DTE请求DCE将线路切换到发送方式

    5

    允许发送

    CTS

    DTE←DCE

    DCE告诉DTE线路已接通可以发送数据

    6

    数据设备准备好

    DSR

    DTE←DCE

    DCE准备好

    7

    信号地

       

    信号公共地

    8

    载波检测

    DCD

    DTE←DCE

    表示DCE接收到远程载波

    20

    数据终端准备好

    DTR

    DTE→DCE

    DTE准备好

    22

    振铃指示

    RI

    DTE←DCE

    表示DCE与线路接通,出现振铃

     

    (3) 接口的物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25的25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接的RS-232-C接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9的9芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线。

    (4)传输电缆长度 由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下,传输电缆长度应为50英尺,其实这个4%的码元畸变是很保守的,在实际应用中,约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的,所以实际使用中最大距离会远超过50英尺,美国DEC公司曾规定允许码元畸变为10%而得出附表2 的实验结果。其中1号电缆为屏蔽电缆,型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线,每对由22# AWG 组成,其外覆以屏蔽网。2号电缆为不带屏蔽的电缆。型号为DECP.NO.9105856-04是22#AWG的四芯电缆。 附表2 DEC 公司的实验结果

    波特率

    1 号电缆传输距离(英尺)

    2 号电缆传输距离(英尺)

    110

    5000

    3000

    300

    5000

    3000

    1200

    3000

    3000

    2400

    1000

    500

    4800

    1000

    250

    9600

    250

    250

     

    2. 什么是RS-485接口?它比RS-232-C接口相比有何特点?

    答: 由于RS-232-C接口标准出现较早,难免有不足之处,主要有以下四点: 

    (1) 接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。 

    (2) 传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps。 

    (3) 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式, 这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱。 

    (4) 传输距离有限,最大传输距离标准值为50英尺,实际上也只能 用在50米左右。 

    针对RS-232-C的不足,于是就不断出现了一些新的接口标准,RS-485就是其中之一,它具有以下特点: 

    1. RS-485的电气特性:逻辑“1”以两线间的电压差为+(2—6) V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了,就不易损坏接口电路的芯片, 且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL 电路连接。 

    2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps 

    3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,即抗噪声干扰性好。 

    4. RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺,实际上可达 3000米,另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器, 即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。 

    因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485接口组成的半双工网络,一般只需二根连线,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座,与智能终端RS485接口采用DB-9(孔),与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9(针)。

    3. 采用RS485接口时,传输电缆的长度如何考虑? 

    答: 在使用RS485接口时,对于特定的传输线经,从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数,这个 长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG铜芯双绞电话电缆(线 径为0.51mm),线间旁路电容为52.5PF/M,终端负载电阻为100欧 时所得出。(曲线引自GB11014-89附录A)。由图中可知,当数据信 号速率降低到90Kbit/S以下时,假定最大允许的信号损失为6dBV时, 则电缆长度被限制在1200M。实际上,图中的曲线是很保守的,在实 用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例 如:当数据信号速率为600Kbit/S时,采用24AWG电缆,由图可知最 大电缆长度是200m,若采用19AWG电缆(线径为0。91mm)则电缆长 度将可以大于200m; 若采用28AWG 电缆(线径为0。32mm)则电缆 长度只能小于200m。

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  • 可编程并行接口芯片8255

    千次阅读 2020-06-27 23:16:07
    并行接口 并行数据是指接口电路与外部设备之间数据线宽度而言并行接口是一...并行传送数据不要求固定格式,这与串行传送数据格式要求不同。 外部特性 8255是通用的并行接口芯片,通过编程实现多种工作方

    并行接口

    • 并行数据是指接口电路与外部设备之间的数据线宽度而言的,并行接口是一次CPU读写操作可传输多个二进制位的接口。
    • 并行接口电路由并行接口芯片,逻辑控制和地址译码器等组成。
    • 实现外设数据与CPU数据总线数据的双向传送。

    并行接口特点

    • 相对于串行接口:速度快;信号线数目多, 成本高;传输距离短(因为线间相互干扰大)。
    • 并行接口需要设置握手信号线,以便进行数据传输控制。
    • 并行传送数据不要求固定的格式,这与串行传送的数据格式的要求不同。

    外部特性

    • 8255是通用的并行接口芯片,通过编程实现多种工作方式,满足不同应用需求
    • PA0~PA7:端口A的输入/输出线
    • PB0~PB7:端口B的输入/输出线
    • PC0~PC7:端口C的输入/输出线
    • 数据总线D0-D7,片选线CS#,读/写RD#、WR#,地址线A1、A0
    • RESET: 复位信号,高电平有效。它清除控制寄存器并将8255A的A、B、C三个端口均置为输入方式

    在这里插入图片描述

    内部结构

    通过图片说明可以很清晰地看见8255的内部结构。
    在这里插入图片描述

    寄存器结构

    8255A端口分配::8255A具有4个 端口地址,A、B口可以作为数据输入输出端口使用;C口除了做数据端口外,还可以用作状态口,用作按位控制;方式设置和C口用作按位控制。下表示8255的功能分配:

    基址+0 端口A数据 端口A数据
    基址+1 端口B数据 端口B数据
    基址+2 端口C数据 / 状态字 端口C数据
    基址+3 控制字 / 置位复位命令字

    写入到[基地址+3]的控制寄存器——8255A控制字,按照最高位(D2)的不同有两种格式。
    (1)D7=1在这里插入图片描述
    例:将8255 PA口设定为0方式、输入口;PB口指定为0方式、输出口;PC口的高4位是输出口,PC口的低4位是输入口,则工作方式字是=91H,初始化的程序段为:

    MOV DX, 203H    ;8255A命令口地址
    MOV AL, 91H     ;1001 0001=91
    OUT DX, AL
    

    (2)D7=0(画×的地方默认为0)
    指定PC口的某一位(某一个引脚)输出高电平或低电平对应的是置位或复位。
    在这里插入图片描述

    工作方式

    方式0——简单I/O方式

    • 基本输入/输出工作方式。没有专用的联络信号,采用查询方式或无条件方式传送数据;需要CPU与外设联络时,可由用户指定C口中的某些线完成联络功能。
    • 三个8位并行端口PA、PB和PC (PC口可以作为两个4位并行口PC0 ~ 3和PC4 ~ 7),都能独立使用,指定作为输入或者输出口用。
    • 方式0是单向I/O数据传输方式,一次初始化只能指定端口(PA、PB和PC)作输入或输出,不能指定端口同时即作输入又作输出。

    方式1——选通方式

    • 1方式是一种选通输入/输出方式(应答方式)。有专用的联络信号线用于I/O设备和CPU进行联络,这种方式通常用于中断传送。
    • PA和PB为数据口,都可以工作在方式1,PC口配合工作
    • PC口的引脚分配作专用和固定的联络信号引脚,用户不能再指定其他用途
      在这里插入图片描述
      以A组为例进行图片讲解:
      在这里插入图片描述
      方式2——双向选通方式
    • 2方式是一种双向选通输入输出方式,将A口作为双向输入/输出口,C口的5根线(PC3-PC7)作为专用应答线。
    • A口为双向选通输入/输出或叫双向应答式输入/输出。初始化可指定PA口即作输入口又作输出口。
    • 设置专用的联络信号线和中断请求信号线,所以,在2方式下可采用中断方式和查询方式与CPU交换数据。
      在这里插入图片描述

    编程命令

    (1)D7=0为C端口置位/复位命令

    例:若要把C口的PC2引脚置成高电平输出,则命令字应该为00000101B或05H。将命令字写入命令寄存器。
    PC2引脚输出高电平,其程序段为:

    MOV DX,203H   ;8255A命令口地址
    MOV AL,05H    ;使PC2=1的命令字
    OUT DX,AL     ;送到命令口
    

    如果要使引脚PC2输出低电位,则程序段为:

    MOV DX,203H   ;8255A命令口地址
    MOV AL,04H    ;使PC2=0 的命令字
    OUT DX,AL    ;送到命令口
    

    (2)方式字和按位置位/复位编程命令

    • 方式字是对8255A的3个端口的工作方式及功能进行指定(即初始化),初始化工作要在使用8255A之前进行。
    • 按位置位/复位命令只是对PC口的输出进行控制,使用它不破坏已经建立的3种工作方式,而是对PC口实现动态控制的一种支持,它可放在初始化程序以后的任何地方。
    • 两个命令的最高位(D7)都分配作了特征位,之所以要设置特征位,是为了识别两个不同的命令(写到同一地址)。
    • 按位置位/复位的命令代码只能写入命令口(83H) , 而不能写到数据口,即对PC口的数据操作,需要对其数据寄存器地址(82H) 操作(基址为1000 0000=80)。
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  • s232、rs422rs485通讯接口区别

    千次阅读 2015-10-17 21:06:02
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  • RS232RS485接口

    2007-03-02 14:21:00
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  • 移位寄存器

    2020-12-09 01:57:52
    移位寄存器是暂时存放数据的部件,同时它还具有移位...通常可按数据传输方式的不同对CMOS移位寄存器进行分类。移位寄存器的数据输入方式有串行输入和并行输入之分。串行输入就是在时钟脉冲作用下,把要输入的数据从一个
  • 掌握总线的基本概念:总线总线信息上信息传输的特点。**总线的基本概念**: 总线是连接各部件的信息传输线, 是*各个部件**分时**共享的传输介质*.**总线的信息传送**:串行/并行2.熟知总线的分类:按连接部件不同,...
  • RS232与RS485

    2008-07-29 10:54:25
    答:计算机与计算机或计算机与终端之间数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低,特别是在远程传输时,避免了多条线路特性不一致而被广泛采用。 在串行通讯时,...
  • DELPHI串口编程

    2015-12-10 21:39:48
    I/O设备的工作速度要比CPU慢许多,而且由于种类的不同,他们之间的速度差异也很大,例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。 时序不匹配: 各个I/O设备都有自己的定时控制电路,以自己的速度传 输数据,无法与CPU...

空空如也

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并行和串行传输的不同和特点