串口通信原理及操作流程
stm32串口通信实验原理
stm32串口通信实验原理STM32是一款由STMicroelectronics公司推出的基于ARM Cortex-M 内核的32位微控制器。
在STM32系列中，串口通信是一种常见的外设模块，可以实现与其他设备之间的数据传输。
本文将介绍STM32串口通信的原理及实验方法。
一、串口通信的原理串口通信是一种通过串行方式传输数据的通信方式。
在串口通信中，数据是一位一位地依次发送或接收的。
与并行通信相比，串口通信只需要两根信号线即可实现数据的传输，因此在资源有限的嵌入式系统中被广泛应用。
STM32的串口通信模块包括多个寄存器，其中包括控制寄存器、状态寄存器、数据寄存器等。
通过配置这些寄存器，可以实现串口通信的参数设置和数据的发送接收。
二、STM32串口通信的实验步骤以下是一种基本的STM32串口通信实验步骤：1. 硬件连接：将STM32开发板的串口引脚与其他设备的串口引脚通过串口线连接起来。
一般来说，串口通信需要连接的引脚包括TX （发送引脚）、RX（接收引脚）、GND（地线）。
2. 引脚配置：通过STM32的引脚复用功能，将相应的GPIO引脚配置为串口功能。
具体的引脚配置方法可以参考STM32的开发板手册或者相关的资料。
3. 时钟配置：配置STM32的时钟源，使得串口通信模块能够正常工作。
一般来说，串口通信模块使用的时钟源可以选择系统时钟或者外部时钟。
4. 串口配置：配置串口通信模块的参数，包括波特率、数据位、停止位、校验位等。
这些参数的配置需要根据实际的通信需求来确定。
5. 数据发送：通过向数据寄存器写入数据，向其他设备发送数据。
在发送数据之前，需要通过状态寄存器的标志位判断串口是否空闲，以确保数据能够正常发送。
6. 数据接收：通过读取数据寄存器的数据，从其他设备接收数据。
在接收数据之前，需要通过状态寄存器的标志位判断是否有数据到达，以确保数据能够正确接收。
7. 中断处理：在串口通信过程中，可以使用中断来实现数据的异步传输。
串口通信的原理
串口通信的原理1. 什么是串口通信串口通信是计算机与外部设备之间进行数据传输的一种方式。
它通过串行传输数据，即一位接着一位地传输，与并行传输相对。
串口通信常用于连接计算机与外围设备，如打印机、调制解调器、传感器等。
2. 串口通信的基本原理串口通信的基本原理是通过发送和接收数据来实现信息的交流。
串口通信需要两个主要的组件：发送端和接收端。
发送端将要发送的数据转换为电信号，通过串口线传输给接收端，接收端将接收到的电信号转换为数据。
串口通信的基本原理包括以下几个方面：2.1 串口线串口通信使用的是串口线（Serial Cable），它是一根将发送端和接收端连接起来的线缆。
串口线中包含多个引脚，其中最常用的是发送引脚（TX）和接收引脚（RX），它们分别用于发送和接收数据。
2.2 串口通信协议串口通信需要使用一种协议来规定数据的传输格式和规则。
常见的串口通信协议有RS-232、RS-485等。
这些协议规定了数据的位数、校验方式、波特率等参数。
发送端和接收端必须使用相同的协议才能正常进行通信。
2.3 数据帧数据在串口通信中以数据帧的形式进行传输。
数据帧包括起始位、数据位、校验位和停止位等组成部分。
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，数据位用于存放传输的数据，校验位用于检测数据的正确性。
2.4 波特率波特率（Baud Rate）是衡量串口通信速度的单位，表示每秒传输的位数。
波特率越高，传输速度越快。
发送端和接收端必须使用相同的波特率才能正常进行通信。
3. 串口通信的工作流程串口通信的工作流程包括以下几个步骤：3.1 配置串口参数在进行串口通信之前，需要配置串口的参数，包括波特率、数据位、停止位、校验位等。
发送端和接收端必须使用相同的参数才能正常进行通信。
3.2 发送数据发送端将要发送的数据转换为电信号，通过串口线发送给接收端。
发送数据时，需要按照数据帧的格式进行封装，包括起始位、数据位、校验位和停止位。
串口通信rx和tx原理
串口通信rx和tx原理摘要：一、串口通信概述1.串口协议类型2.波特率设置二、串口通信原理1.串行通信与并行通信的区别2.串口通信的基本结构三、RX和TX在串口通信中的作用1.RX（接收）2.TX（发送）四、STM32串口通信实例1.硬件连接2.软件设置与调试五、常见问题及解决方案1.接收和发送LED不亮2.串口通信速率不足正文：一、串口通信概述串口通信是一种在单一传输线上将数据以比特位进行传输的通信方式，具有成本低、传输线简洁等优点。
串口通信协议有多种，如USB转TTL、RS232转TTL、RS485转TTL等。
这些协议在传输速度和距离方面有所不同，但都基于TTL逻辑电平。
在串口通信中，发送端和接收端需要遵循相同的格式（如起始位、停止位等）进行数据传输，并设置相同的波特率。
二、串口通信原理串口通信与并行通信相比，虽然传输速度较慢，但只需使用一对传输线即可完成数据传输。
串口通信的基本结构包括地线、TX（发送）和RX（接收）线。
由于串口通信是异步的，发送端和接收端可以在TX线上发送数据。
三、RX和TX在串口通信中的作用1.RX（接收）：RX线用于接收来自发送端的数据。
在接收数据时，需要确保数据格式与发送端一致，以便正确解析数据。
2.TX（发送）：TX线用于发送数据至接收端。
在发送数据时，同样需要遵循一定的数据格式，如起始位、数据位、停止位等。
四、STM32串口通信实例1.硬件连接：在使用STM32进行串口通信时，需要将两个STM32的TX 和RX引脚连接起来。
例如，将STM32_TX_1与STM32_RX_1相连，同时将STM32_TX_2与STM32_RX_2相连。
2.软件设置与调试：在STM32中，可以通过设置波特率、数据位、停止位等参数实现串口通信。
通常，波特率设置为9600，数据位为8位，停止位为1位。
在调试过程中，可以通过观察接收到的数据是否符合预期来验证通信是否正常。
五、常见问题及解决方案1.接收和发送LED不亮：如果接收和发送LED不亮，可能是由于未正确连接线路或波特率设置不匹配。
RS232RS485通信原理
RS232RS485通信原理1.RS232通信原理：在RS232通信中，数据是通过电压的高低来表示的。
逻辑1通常表示为低电平（-15V至-3V），而逻辑0通常表示为高电平（+3V至+15V）。
发送器将数据转换为电压信号，并通过发送线发送给接收器。
接收器接收电压信号，并将其转换回原始数据。
数据的传输速率可以在通信连接的两端进行配置。
2.RS485通信原理：RS485是一种多点通信方式，即一对多或多对多的通信连接。
在RS485通信中，可以有多个设备同时连接在同一总线上。
每个设备都有一个唯一的地址。
数据在RS485通信中同样是通过串行方式传输的，但与RS232不同的是，RS485使用差分信号传输。
差分信号是由两个线，一个正极性线和一个负极性线组成的。
逻辑1由正极性线为高电平，负极性线为低电平表示，逻辑0则相反。
这种差分信号可以减小干扰和串扰的影响，提高通信的可靠性。
RS485通信需要使用一个总线驱动器来驱动差分信号的发送，以及一个接收器来接收差分信号并将其转换为原始数据。
多个设备可以同时发送和接收数据，但需要注意冲突检测和数据帧的区分。
在RS485通信中，总线上的设备必须共享相同的地线，以提供参考电压。
3.RS232和RS485的区别：- 点对点 vs 多点：RS232是一对一的通信连接，而RS485可以支持一对多或多对多的通信连接。
- 单端信号 vs 差分信号：RS232使用单端信号传输，而RS485使用差分信号传输。
差分信号提供更好的抗干扰性能。
-速率和距离：RS232通常用于较短距离和较低速率的通信，而RS485可以支持较长距离和较高速率的通信。
-引脚和连接：RS232通常使用9针或25针的D型连接器，而RS485使用通常使用2线或4线连接。
总结：RS232和RS485是两种常见的串口通信协议，用于在计算机和外部设备之间进行数据传输。
RS232是一对一的点对点通信连接，使用单端信号传输；而RS485可以支持一对多或多对多的通信连接，使用差分信号传输。
串口通讯原理
串口通讯原理串口通讯是一种常见的数据传输方式，它通过串行传输数据，将数据一位一位地发送和接收。
串口通讯常用于计算机与外部设备之间的数据传输，例如打印机、调制解调器、传感器等。
本文将介绍串口通讯的原理和工作方式。
一、串口通讯的基本原理串口通讯使用两根信号线进行数据传输，分别是发送线（TX）和接收线（RX）。
发送线用于将数据从发送端发送到接收端，接收线则用于将数据从接收端传输到发送端。
这两根信号线通过一对电缆连接在一起。
在串口通讯中，数据是按照一定的格式进行传输的。
常见的格式包括起始位、数据位、校验位和停止位。
起始位用于标识数据传输的开始，数据位用于传输实际的数据，校验位用于检测数据传输的准确性，停止位用于标译数据传输的结束。
二、串口通讯的工作方式串口通讯的工作方式可以分为同步和异步两种。
同步传输是指发送端和接收端的时钟信号保持同步，数据按照时钟信号的边沿进行传输。
异步传输则是指发送端和接收端的时钟信号不同步，数据通过起始位和停止位进行同步。
在同步传输中，发送端和接收端需要事先约定好时钟信号的频率和相位，以确保数据的准确传输。
而在异步传输中，发送端和接收端只需要约定好数据的格式，不需要同步时钟信号，因此更加灵活。
三、串口通讯的优缺点串口通讯具有以下优点：1. 简单易用：串口通讯的硬件接口简单，使用方便。
2. 跨平台性：串口通讯可以在不同的操作系统和设备之间进行数据传输。
3. 可靠性高：串口通讯的传输稳定可靠，不容易出错。
然而，串口通讯也存在一些缺点：1. 传输速率较低：串口通讯的传输速率相对较低，无法满足高速数据传输的需求。
2. 连接距离有限：串口通讯的连接距离较短，一般不超过几十米。
3. 线路复杂：串口通讯需要使用专用的串口线缆，线路较为复杂。
四、串口通讯的应用领域串口通讯广泛应用于各个领域，包括工业自动化、通信设备、医疗设备等。
例如，在工业自动化领域，串口通讯常用于PLC（可编程逻辑控制器）和外部设备之间的数据传输；在通信设备领域，串口通讯常用于调制解调器和计算机之间的数据传输。
串口通信原理及操作流程
串口通信原理及操作流程串口通信是一种通过串行连接来传输数据的通信方式。
相对于并行通信而言，串口通信只需要一条数据线来传输数据，因此更节省空间和成本。
串口通信常用于计算机与外设之间的数据传输，如打印机、调制解调器、传感器等。
串口通信的原理主要是通过发送和接收数据的方式来实现通信。
在串口通信中，发送方将要传输的数据按照一定的协议进行封装，然后逐位地通过数据线发送给接收方。
接收方在接收到数据后，根据协议进行解封，得到传输的数据。
串口通信的操作流程如下：1.配置串口参数：在进行串口通信之前，需要先对串口进行初始化和配置。
配置包括波特率、数据位、停止位、奇偶校验等。
波特率表示每秒钟传输的位数，不同设备之间的串口通信需要保持一致。
2.打开串口：打开串口可以通过编程语言的串口操作函数来实现。
打开串口时，应该确保该串口没有被其他程序占用。
3.发送数据：发送数据时，需要将待发送的数据封装成符合协议要求的数据包。
一般情况下，数据包开头会有起始符和目标地址、源地址等标识信息，以便接收方识别数据包。
4.接收数据：接收数据时，需要通过串口接收缓冲区来获取接收到的数据。
一般情况下，接收方会设置一个数据接收完成的标志位，用于通知上层应用程序接收到了数据。
5.解析数据：接收到的数据包需要进行解析，以获取有效的数据。
解析的方式根据协议的不同而不同，可以是根据提前约定的规则进行解析，或者是根据协议中的标志位进行解析。
6.处理数据：经过解析后得到的数据可以进行相应的处理。
处理的方式根据具体的应用场景来确定，例如将数据显示在界面上、存储到文件中等。
7.关闭串口：通信结束后，需要关闭串口以释放相关资源，并防止其他应用程序对串口的访问。
需要注意的是，串口通信的可靠性和稳定性对于一些实时性要求较高的应用来说是非常重要的。
在进行串口通信时，应该合理选择合适的串口参数，确保数据的正确传输和解析。
此外，在编程时应该进行异常处理，防止因异常情况导致的数据丢失或通信中断。
串口通信原理及操作流程
串口通信原理及操作流程串口通信是计算机与外部设备之间进行数据传输的一种通信方式。
串口通信有很多应用领域，比如打印机、调制解调器、传感器、嵌入式系统等等。
本文将介绍串口通信的原理及操作流程。
一、串口通信原理串口通信是通过串行传输来传送数据的。
串行传输是指将数据位按序列发送，每个数据位连续的传输。
串口通信涉及两个主要部分，即发送端和接收端。
发送端将原始数据转换为串行数据流进行发送，接收端则接受数据流并将其转换为原始数据。
串口通信需要两根线缆来进行传输，分别是数据线和控制线。
数据线用于传输数据位，而控制线用于传输控制信号。
串口通信使用的数据传输格式通常是异步串行传输。
异步传输是指数据位之间没有时间关系，每个数据位之间通过起始位和停止位来进行区分。
起始位用于表示数据传输的开始，而停止位则表示数据传输的结束。
此外，数据位的长度和奇偶校验位的设置也是串口通信中需要注意的参数。
二、串口通信操作流程串口通信的操作流程可以分为以下几步：1.打开串口用户需要先打开串口才能进行通信。
打开串口的过程可能需要设置串口的参数，比如波特率、数据位长度、奇偶校验位等等。
2.发送数据一旦串口打开，用户可以通过向串口写入数据来进行发送。
数据可以是任何形式的，比如字符串、二进制数据等等。
3.接收数据接收数据的过程与发送数据的过程相反，用户可以从串口读取数据。
读取到的数据可以进一步处理或者显示。
4.关闭串口通信结束后，用户需要关闭串口以释放相关资源。
以上是串口通信的基本操作流程。
在实际应用中，可能还需要进行更多的操作，比如设置超时时间、错误处理等等。
三、串口通信的注意事项在进行串口通信时1.波特率的设置需要与外部设备保持一致，否则可能无法正常通信。
2.数据位长度、奇偶校验位以及停止位的设置也需要与外部设备保持一致。
3.在进行数据传输之前，最好先进行握手协议以确保通信的可靠性。
4.在进行数据传输时，需要保证发送端和接收端的数据格式是一致的，否则可能会引发数据解析错误。
串口通信流程
串口通信流程串口通信是指通过串行接口进行的数据传输，它是一种广泛应用于各种设备之间数据交换的方式。
在嵌入式系统、传感器网络、工业控制等领域，串口通信都扮演着重要的角色。
本文将介绍串口通信的基本流程，包括串口通信的基本原理、串口通信的硬件连接、串口通信的软件实现等内容。
首先，我们来了解一下串口通信的基本原理。
串口通信是通过串行接口进行数据传输的一种通信方式。
在串口通信中，数据是以位的形式逐个传输的，因此在传输过程中需要保证发送端和接收端的时钟同步，以确保数据的准确传输。
常见的串口通信协议有RS-232、RS-485、TTL等，它们在电气特性、传输距离、传输速率等方面有所不同，但基本的数据传输原理是相似的。
接下来，我们将介绍串口通信的硬件连接。
在串口通信中，需要使用串口线缆将发送端和接收端连接起来。
通常情况下，串口线缆包括TX（发送端）、RX（接收端）、GND（地线）等引脚，通过这些引脚的连接，实现了数据的发送和接收。
在实际应用中，还需要注意串口线缆的长度、传输速率、数据位、校验位等参数的设置，以确保数据的可靠传输。
除了硬件连接，串口通信的软件实现也是非常重要的。
在嵌入式系统中，通常会使用串口通信进行设备之间的数据交换，因此需要在软件中实现串口通信的功能。
在实际开发中，可以使用C/C++、Python等编程语言编写串口通信的程序，通过串口库函数来实现数据的发送和接收。
在编写串口通信程序时，需要注意数据的打包和解包、数据的校验和错误处理等问题，以确保数据的可靠传输。
总结一下，串口通信是一种重要的数据传输方式，它在各种领域都有着广泛的应用。
在实际应用中，需要了解串口通信的基本原理、硬件连接和软件实现，以确保数据的可靠传输。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解串口通信的流程，为实际应用提供帮助。
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单片机串口原理图
7
波特率和定时器初值的设定
波特率：每秒传输二进制代码的位数。（1波特=1位/ 秒，单位bps(位/秒)）
串行口4种工作方式对应波特率：
(见P131)
（串口常用工作方式1）
电源管理寄存器PCON
SMOD-串口通信波特率有关
SMOD=0:串口方式1,2,3时，波特率正常
SMOD=1:串口方式1,2,3时，波特率加倍
flag=0;
SBUF=a; //将数据原样发回
while(!TI); //等待数据发完
TI=0;
ES=1; //退出进再开串行中断
}
}
22
}
中断函数程序分析
void serial() interrupt 4 //串行中断函数 {
P1=SBUF; //将数据发送给 P1 口显示（测试用） a=SBUF; //收取数据 flag=1; //标志置位 RI=0; }
11
MCS—51之间的双机通信
RXD TXD GND
8xx51
TXD GND
8xx51
12
51单片机与计算机的通信
+5V
VCC
EA
TXD RXD
1
T1IN
R1IN
R1OUTT1OUTFra bibliotekRST
C 1
C1
C 1
1
6 7
2
8
3 4
9 5
89C51
C 2
C2
C 2
V+ VCC
MAX232
C3
+5V C4
PC机 COM1
平
TXD
转
GND
换
较远距离传送电 路
RXD TXD
RXD
TXD
GND
GND
RXD TXD GND
微机其他 设备
电
平
RXD
转
TXD
换
GND
10
接 微 机口
远距离传送电路
调电 电调
制话 话制
解分 分解
调机 机调
器
器
接微 机
口
数字信号通过调制器变成模拟信号通过电话线传送到 对方，接收方通过解调器将模拟信号转换成数字信号 接收。
23
24
实现的硬件设备较为复杂
3
单片机串口
4
串行通信接口总线标准
测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异 步总线标准有三种：
●RS-232（RS-232A RS-232B RS-232C）
●RS-449 （RS422 RS423 RS485）
●20mA电流环
这里重点介绍RS-232
RS-232C：速率：20Kbit/S，
TI溢出率：
T1定时器溢出的频率，即 TI定时器每次溢出所需
时间T的倒数1/T。
8
常用波特率初值表
注：
串口方式1定时器1方式2
常用晶振11.0592（MHZ） 波特率9600 SMOD=0
初值: TL0=0xfd
TH0=0xfd 十进制数：(253)
9
近距离传送电路
RXD TXD GND
微机
电
RXD
RI:接收中断标志位。接收前,必须用软件清零,接 收过程中RI保持零电平，接收完一帧数据后由 片内硬件自动置“1”。如果再接收必须用软件清 零。
17
SM2:多机通信控制位 主要用于方式2、3。在不同串口工作方式下，通
过控制SM2，可以实现多机通信。
SM2作用: 在方式2,3中，发送机SM2=1(程序设置). 接收机SM2=1,若RB8=1,激活RI,引起接收中断RB8=0, 不激活RI,不引起接断。SM2=0,无论RB8=1还是RB8=0 均激活RI引起接收中断。在方式 0 中, SM2应置为0。 在方式1中, 当接收时SM2=1, 则只有收到有效停止位 才激活RI。
接收缓冲寄存器 2.发送控制器 3.接受控制器 4.输入移位寄存器 5.若干控制门电路
单片机通过特殊功能寄存器SBUF对串行接收或串行发送寄存器进行访问， 两个寄存器共用一个地址，但在物理意义上是两个独立的寄存器。
14
串行口基本结构
发送
SBUF （99H）
控制门
TXD(P3.1)
发送控制器
定
TI
A
SM0=0; //串口通信模式设置
SM1=1;
REN=1; //串口允许接收数据
EA=1; //开总中断
ES=1; //开串行中断
21
}
主函数分析
void main()
{
init();
while(1)
{ if(flag==1) //如果有数据则进入这个语句 { ES=0; //进入发送数据时先关闭串行中断
18
串行口方式1编程与实现
串行口工作方式1数据形式： 10位数据，1位起始位（0），8位数据
位（最低位在前，最高位在后），1位停止位（1）。 帧之间可有空闲也可无空闲。 数据输出时序图：
19
串口初始化设置：<1>确定T1的工作方式（编程 TMOD寄存器）<2>计算T1的初值，装载TH1，TL1； <3>启动T1（编程TCON中的TR1位）<4>确定串行 口工作方式（编程SCON寄存器）<5>串行口工作 在中断方式时，进行中断设置（编程IE，IP寄存 器） 数据输入时序图：
时 器
中断
T1
RI
接收控制器
接收
SBUF （99H）
输入移位寄存器
RXD(P3.0)
15
串行口控制寄存器SCON
SM0 SM1 SM2
REN
TB8 RB8 TI
RI
方式选择 多机控 串行接收 欲发的 收到的 发送中 接收中
制 允许/ 禁 第九位 第九位 断有/ 断有/
止
无无
SM0.SM1:串行口工作方式控制位。
串行口通讯原理及操作流程
1
并行与串行通信方式比较
并行通信方式
8位数据同时传送 数据传输速度快 传输线多 长距离传输成本高 数据传输较为简单
串行通信方式 8位数据顺位传送 数据传输速度相对较慢 传输线少 长距离传输成本低 数据传输控制较为复杂
2
异步与同步串行通信方式
异步串行通信方式
同步串行通信方式
或
COM2
XTAL1
GND
V-
C5
XTAL2 GND
C1=C2=C3=C4=C5=1F
13
51单片机串行口结构
<1>51单片机串行口是可编程全双工的通信接口，能同时进行数据的发送和 接收， 也可作为同步移位寄存器使用。
<2>51单片机串行口组成： 1. 两个独立的串行数据缓冲寄存器SBUF（一个发送缓冲寄存器，一个
0 0---方式0,
0 1---方式1
1 0---方式2,
1 1---方式3
REN：串行接收允许位。
0---禁止接收, 1---允许接收
TB8: 在方式2,3中,TB8是发送机要发送的第9位数据。
16
RB8:在方式2,3中,RB8是接受机收到的第9位数据, 该数据来自发送机的TB8。
TI:发送中断标志位。发送前必须用软件清零，发 送过程中TI保持零电平,发送完一帧数据后，由 硬件置 “1”，如果再发送,必须用软件再清零。
最大通信距离： 15m
RS422：
10Mbit/s： 300m
90Kbit/s： 1200m
5
RS-232电平与TTL电平的转换
<1>计算机为 RS-232电平信号 ，单片机为TTL电 平信号（TXD P3.1口 发送 RXD P3.0口 接收） <2>计算机与单片机的通信根本在于不同电平信号 之间的转换和传输
20
串口初始化程序分析
#include<reg52.h> #define uchar unsigned char uchar a,flag; void init() { TMOD=0x20; //设置定时器 1 为模式 2
TH1=0xfd; //装初值设定波特率
TL1=0xfd;
TR1=1; //启动定时器
不要求收发双方时钟严格一致
每个字符要附加2~3位（起始位、 校验位、停止位）
各帧之间有任意间隔，位之间间 隔一定
用于单片机和单片机，单片机与 计算机之间通信
发送方时钟对接收方时钟的直接控 制，使双方完全同步
每个字符之间不留空隙，既保持位 同步关系也保持字符同步关系
以特定的位组合01111110作为帧的 开始和结束标志