《串行数据通信接口》课件.ppt

*******************串行数据通信接口串行数据通信接口是现代电子设备中不可或缺的一部分。它允许设备以串行方式传输数据，即数据位一个接一个地传输。串行接口广泛应用于各种应用，如计算机与外设之间的通信、传感器数据采集和网络数据传输。课程导入数据传输基础串行数据通信是嵌入式系统中重要的数据传输方式。接口种类了解不同类型的串行通信接口，如RS-232,RS-485,SPI,I2C.应用场景串行数据通信广泛应用于传感器数据采集、设备控制等领域。串行数据通信简介串行数据通信是一种常用的数据传输方式，它将数据一位一位地顺序传输。串行数据通信的特点是传输速率低，但线路简单，成本低廉，适用于传输距离较短、数据量较小的应用。串行数据通信的特点11.数据传输方式串行通信逐位传输数据，效率相对较低，但节省线路成本。22.传输距离串行通信适用于长距离传输，可通过中继器延长传输距离。33.数据格式串行通信使用特定的帧格式，包含起始位、数据位、校验位和停止位。44.应用广泛串行通信广泛应用于计算机、通信、工业控制等领域。异步串行通信1无同步时钟信号发送方和接收方使用各自的时钟信号控制数据传输。2起始位和停止位数据帧的开始和结束由起始位和停止位标记。3数据传输效率低由于没有同步时钟，异步串行通信的传输速率较低。同步串行通信时钟信号同步串行通信需要一个独立的时钟信号来同步发送器和接收器的时序。数据传输发送器和接收器根据共享的时钟信号，在相同的时序上进行数据传输。数据同步发送器和接收器始终保持同步，确保数据传输的完整性和准确性。应用场景同步串行通信适用于高速、高精度的数据传输，例如硬盘驱动器和高速总线等。串行通信的基本原理数据传输方向串行通信中，数据按位顺序依次传输，一次仅传送一位数据。数据编码将数据转换成信号，以适合传输介质，常见的编码方式有NRZ、曼彻斯特编码等。数据同步发送端和接收端需要同步时钟信号，确保数据正确接收，常见方法有同步时钟和异步时钟。数据帧格式数据帧是串行通信中传输数据的基本单位，它包含了数据位、起始位、停止位、校验位等信息。起始位用于标识数据帧的开始，停止位用于标识数据帧的结束，校验位用于检测数据传输过程中的错误。起始位数据位校验位停止位奇偶校验奇校验数据位中“1”的个数加上校验位为奇数。偶校验数据位中“1”的个数加上校验位为偶数。停止位定义停止位是串行数据传输结束标志，用于告诉接收方数据帧已完成。停止位的位数由通信协议确定，常见的有1位停止位和2位停止位。作用停止位可以帮助接收方识别数据帧的结束，防止数据丢失或误解。它也为接收方提供了一个机会来准备接收下一个数据帧。RS-232接口RS-232是一种串行通信标准，定义了数据传输的电气特性、机械特性、功能特性和过程特性。RS-232接口广泛应用于计算机与外设之间的数据通信，例如调制解调器、打印机、鼠标等。RS-232物理层标准信号电压RS-232标准规定了信号电压范围，通常为±5V到±15V。数据传输速率RS-232标准定义了不同的数据传输速率，通常在300bps到115200bps之间。引脚定义RS-232接口定义了多个引脚，包括数据传输、控制信号、接地等。线缆连接RS-232接口使用标准的DB-9或DB-25连接器，通过线缆连接设备。RS-232线缆及连接RS-232线缆通常使用9芯或25芯连接器。9芯连接器通常用于个人计算机和外设，而25芯连接器则用于工业设备。RS-232线缆连接时应注意信号线与连接器的对应关系。RS-232通信流程1建立连接发送设备和接收设备之间建立物理连接，确保信号传输通道畅通。2数据传输发送设备将数据转换为串行信号，通过RS-232接口发送到接收设备。3数据接收接收设备接收串行信号，并将其转换为数据，完成数据传输。4断开连接完成数据传输后，发送设备和接收设备断开物理连接，结束通信过程。RS-232信号线数据传输数据传输线用于发送和接收数据信号。信号地信号地线用于参考电压，确保信号传输稳定。控制线控制线用于控制数据传输方向和流量。RS-232收发器电路RS-232收发器电路通常包含发送器和接收器两部分。发送器将数字信号转换为模拟信号，并将其发送到通信线路。接收器则将接收到的模拟信号转换为数字信号。收发器电路主要负责信号转换、信号放大、信号隔离等功能。常见的RS-232收发器芯片包括MAX232、MAX349、SP232等。RS-485接口RS-485是一种平衡式串行通信接口