厦门理工学院：《单片机原理与控制技术》课程教学资源（PPT课件讲稿，第2版）第6章 串行通信

第6章串行通信 本章要点 ◆异步通信和同步通信 ◆串行通信波特率 ◆串行通信的制式 ◆串行通信的校验 ◆串行口特殊功能寄存器 ☆串行工作方式

第6章 串行通信 本章要点 ❖异步通信和同步通信 ❖串行通信波特率 ❖串行通信的制式 ❖串行通信的校验 ❖串行口特殊功能寄存器 ❖串行工作方式

计算机与外界信息交换称为通信。 通信的基本方式可分为并行通信和串行通信: 并行通信是数据的各位同时发送或同时接收; 串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。 并行通信优点传送速度快 缺点:不便长距离传送 串行通信优点:便于长距离传送 缺点:传送速度较慢

串行通信优点:便于长距离传送 缺点:传送速度较慢 计算机与外界信息交换称为通信。 通信的基本方式可分为并行通信和串行通信： 并行通信是数据的各位同时发送或同时接收； 串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。 并行通信优点:传送速度快 缺点:不便长距离传送

串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送 串行通信的格式及约定(如:同步方式、通讯速 率、数据块格式、信号电平…….等)不同,形成 了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有 通用异步收发器(UART)本课程介绍的串 通用串行总线(USB) C总线 CAN总线 SP总线 RS-485,RS-232C,RS422A标准等等

串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送 串行通信的格式及约定（如：同步方式、通讯速 率、数据块格式、信号电平……等）不同，形成 了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有： ☞通用异步收发器(UART)——本课程介绍的串 口 ☞通用串行总线（USB） ☞I 2C总线 ☞CAN总线 ☞SPI总线 ☞RS-485，RS-232C，RS422A标准……等等

N-1 第N个字符(异步串行帧) N+1 D6D7|P10|D0 起 校停 传递方向始 数据位D0~D7 验止 位 位位 1、异步通信 异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。 异步通信数据传送按帧传输,一帧数据包含 起始位、数据位、校验位和停止位。 异步通信对硬件要求较低,实现起来比较简 单、灵活,适用于数据的随机发送接收,但因 每个字节都要建立一次同步,即每个字符都要 额外附加两位,所以工作速度较低,在单片机 中主要采用异步通信方式

异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简 单、灵活，适用于数据的随机发送/接收，但因 每个字节都要建立一次同步，即每个字符都要 额外附加两位，所以工作速度较低，在单片机 中主要采用异步通信方式。 §6-1 串行通信概述 一、异步通信和同步通信 串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。 1、异步通信 异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。 异步通信数据传送按帧传输，一帧数据包含 起始位、数据位、校验位和停止位

2、同步通信 同步通信依靠同步字符保持通信同步。 同步通信是由1~2个同步字符和多字节 数据位组成,同步字符作为起始位以触发同 步时钟开始发送或接收数据;多字节数据之 间不允许有空隙,每位占用的时间相等;空 闲位需发送同步字符。 同步字符1 同步字符2 数据 数据2 传递方向

同步通信传输速度较快，但要求有准确 的时钟来实现收发双方的严格同步，对硬件 要求较高，适用于成批数据传送。 2、 同步通信 同步通信依靠同步字符保持通信同步。 同步通信是由1～2个同步字符和多字节 数据位组成，同步字符作为起始位以触发同 步时钟开始发送或接收数据；多字节数据之 间不允许有空隙，每位占用的时间相等；空 闲位需发送同步字符

串行通信波特率 波特率bps( bit per second定义: 每秒传输数据的位数,即: 1波特=1位/秒(1bps) 波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特 率,否则无法成功地完成串行数据通信

波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特 率，否则无法成功地完成串行数据通信。 二、串行通信波特率 波特率bps(bit per second)定义: 每秒传输数据的位数，即： 1波特 = 1位/秒（1bps）

串行通信的制式 串行通信按照数据传送方向可分为三种制 式: 数据线 发送端 +接收端 地线 单工制式 1、单工制式( Simplex) 单工制式是指甲乙双方通信时只能单向传 送数据,发送方和接收方固定

三、串行通信的制式 串行通信按照数据传送方向可分为三种制 式： 单工制式是指甲乙双方通信时只能单向传 送数据，发送方和接收方固定。 1、单工制式（Simplex）

2、半双工制式( Half Duplex) 发送/ 数据线 接收 接收端 发送端 地线 半双工制式 半双工制式是指通信双方都具有发送器 和接收器,既可发送也可接收,但不能同时 接收和发送,发送时不能接收,接收时不能 发送

半双工制式是指通信双方都具有发送器 和接收器，既可发送也可接收，但不能同时 接收和发送，发送时不能接收，接收时不能 发送。 2、半双工制式（Half Duplex）

3、全双工制式(Ful1 Duplex) 数据线 发送/ 接收/ 接收端 发送端 地线 全双工制式 全双工制式是指通信双方均设有发送器和 接收器,并且信道划分为发送信道和接收信道 因此全双工制式可实现甲乙双方同时发送和接 收数据,发送时能接收,接收时也能发送

全双工制式是指通信双方均设有发送器和 接收器，并且信道划分为发送信道和接收信道， 因此全双工制式可实现甲乙双方同时发送和接 收数据，发送时能接收，接收时也能发送。 3、全双工制式（Full Duplex）

循环冗余码校验的基本原理是将一个数据块看成 个位数很长的二进制数,然后用一个特定的数去除 它,将余数作校验码附在数据块后一起发送。接收 端收到该数据块和校验码后,进行同样的运算来校 验传送是否出错。目前CRC已广泛用于数据存储和 数据通信中,并在国际上形成规范,已有不少现成 的CRC软件算法。 3、循环冗余码校验 ( Cyclic Redundancy Check,简称CRC)

四、串行通信的校验 3、循环冗余码校验 （Cyclic Redundancy Check,简称CRC） 1、奇偶校验 2、累加和校验 累加和校验是指发送方将所发送的数据块求和，并 将“校验和”附加到数据块末尾。接收方接收数据 时也是先对数据块求和，将所得结果与发送方的 “校验和”进行比较，相符则无差错，否则即出现 了差错。“校验和”的加运算可用逻辑加，也可用 算术加。累加和校验的缺点是无法检验出字节位序 (或1、0位序不同)的错误。 循环冗余码校验的基本原理是将一个数据块看成一 个位数很长的二进制数，然后用一个特定的数去除 它，将余数作校验码附在数据块后一起发送。接收 端收到该数据块和校验码后，进行同样的运算来校 验传送是否出错。目前CRC已广泛用于数据存储和 数据通信中，并在国际上形成规范，已有不少现成 的CRC软件算法