串行通信及电平转换
uart电平转换
uart电平转换UART是一种通信协议，常用于通过串口连接不同硬件设备。
其中UART的通信标准是使用串行的方式进行数据传输，这样在接收端上，我们需要进行一个数据的解码过程。
同时，由于UART使用的电平较低，因此在某些情况下，我们需要进行UART电平转换，以便设备间的正常通信。
UART电平转换通常包含两种情况，即UART TTL电平转换和UART RS232电平转换。
1. UART TTL电平转换UART TTL电平转换是将UART信号转换为TTL（Transistor-transistor logic）电平信号。
TTL是用于数字电路的一种电平标准，在此电平下，通常是0V到5V的数字信号。
对于单片机或其他数字设备而言，TTL电平是一个很常见的电平水平，但是在某些连接环境中，UART所使用的电压与TTL电平不匹配。
为了使这些设备正常连接，我们需要进行UART TTL电平转换，将UART 信号转换为TTL电平。
在UART TTL电平转换中，我们通常需要使用一个级联电路，并使用电容和电阻等元件来使信号正常通过和适当增强接收信号。
需要注意的是，使用不当的电容和电阻等元件，可能会导致电平波动过大、电平失真等问题。
2. UART RS232电平转换UART RS232电平转换是将UART信号转换为RS232电平信号。
由于RS232电平比TTL电平更高，因此它的电平范围更大，通常是-15V到15V。
此外，它还是用于传输数据的标准，特别是在设备的串口通信中，这种电平被广泛使用。
然而，由于UART通信协议所使用的电平范围较低，因此，如果需要使用RS232电平进行通信，我们需要进行UART RS232电平转换。
这种转换需要用到一台RS232转换器，它可以将UART信号转换为RS232电平信号。
需要注意的是，如果我们需要同时将两个设备连接到同一串行端口，则需要使用一台交换器，以确保通信线路上的选通效果。
总之，UART电平转换是一项非常重要的技术，尤其是在连接不同设备时。
串口uart电平
串口uart电平
UART（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）是一种常见的串行通信协议，它使用异步串行数据传输方式，通过两条线（TXD和RXD）进行数据传输。
UART电平是指用于UART通信的信号电平标准。
常见的UART电平标准包括TTL电平和RS232电平。
TTL电平标准（3.3V或5V）是数字逻辑信号标准，通常用于短距离的通信和低速设备连接。
在UART通信中，TTL电平标准规定了逻辑1和逻辑0的电平范围。
逻辑1通常为3.3V或5V，表示二进制数1；逻辑0通常为0V，表示二进制数0。
RS232电平标准是一种标准化的串行通信协议，它定义了数据传输的电压和电流标准。
RS232电平标准使用负逻辑，即逻辑1表示为-5V至-12V，逻辑0表示为+5V至+12V。
这种标准适用于长距离通信和较高速度的设备连接。
在UART通信中，电平转换器可用于将TTL电平转换为RS232电平，或者将RS232电平转换为TTL电平。
转换器的作用是实现不同电平标准之间的兼容性，使得不同设备之间能够进行可靠的串行通信。
需要注意的是，不同的设备和系统可能采用不同的UART电平标准，因此在连接不同设备时需要进行相应的电平匹配和转换。
此外，为了保证数据的正确传输和避免信号干扰，还需要考虑信号线的布局、屏蔽和接地等措施。
串口通信原理详解
串口通信原理详解串口通信是一种常见的数据传输方式，它通过连接在计算机上的串行接口来实现数据的传输。
串口通信的原理主要包括硬件原理和协议原理。
1.硬件原理：串口通信使用的是串行通信方式，即数据位、起始位、停止位和校验位等按照串行的顺序逐位传输。
串口通信主要涉及以下几个硬件部分：(1) 串行接口芯片：串口通信的核心是串行接口芯片，也被称为UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)。
UART负责将并行数据转换为串行数据，并通过串行线路进行传输。
UART包含一个发送缓冲区和一个接收缓冲区，通过发送和接收FIFO(first in, first out)缓冲区实现数据的传输。
(2)串口线路：串口通信通过串行线路实现数据的传输。
常见的串口线路有三根信号线：发送线(Tx)、接收线(Rx)和地线(GND)。
发送线用于将数据从UART发送到外部设备，接收线则相反，用于将外部设备发送的数据传输到UART。
地线用于连接发送和接收设备的共地连接。
(3)器件选择和电平转换：串口通信设备不同，电压标准可能也不同。
因此，在进行串口通信时，需要根据具体设备的电平标准选择对应的器件。
如果两个设备的电平标准不一致，还需要进行电平转换，以保证数据的传输。
2.协议原理：串口通信需要遵循一定的协议，以保证数据的正确传输。
协议的实现涉及以下三个方面的内容：(1)数据帧格式：数据帧是串口通信中数据的基本单位。
常见的数据帧格式包括起始位、数据位、停止位和校验位。
起始位指示数据的开始，停止位标识数据的结束，而数据位用于存储实际传输的数据。
校验位用于检测数据在传输过程中是否出错。
(3)数据流控制：数据流控制用于控制数据的传输速率，以避免因数据接收或发送速度不一致而导致的数据丢失。
常用的数据流控制方式有软件流控制(XON/XOFF)和硬件流控制(RTS/CTS)。
软件流控制通过发送特定字符来控制流量，硬件流控制则通过控制特定的硬件信号线来实现。
串口通信电压转换原理
串口通信电压转换原理串口通信电压转换原理是将计算机数字信号与外部设备或传感器的模拟信号进行互相转换的过程。
在串口通信中，计算机产生的数字信号通常为5V的高电平和0V的低电平，而外部设备或传感器产生的模拟信号通常是在0V到5V之间的连续变化电压。
为了实现数字信号与模拟信号之间的转换，需要使用电压转换器。
电压转换器的工作原理是通过运用一定的电学原理将信号进行适当的变换。
常见的电压转换器有模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）两种。
1. 模数转换器（ADC）：模数转换器将模拟信号转换为数字信号。
当外部设备或传感器的模拟信号进入模数转换器时，首先经过采样保持电路对信号进行采样，然后经过模拟电压与数字比较器进行比较，得到一个二进制数值。
该数值经过编码器编码后输出给计算机进行处理。
常用的ADC类型有逐次逼近型（SAR）和单片式（Flash）。
2.数模转换器（DAC）：数模转换器将数字信号转换为模拟信号。
当计算机产生的数字信号需要输出给外部设备或传感器时，经过编码后的二进制信号经过解码器解码得到对应的模拟电压值，再经过输出放大器放大，最终输出给外部设备或传感器。
在串口通信中，通常使用TTL电平和RS232电平进行转换。
TTL电平是计算机常用的数字信号电平，其高电平一般为5V，低电平为0V。
而RS232电平则是用于串口通信的标准电平，其高电平为-3V至-15V，低电平为+3V至+15V。
因此，在使用串口进行通信时，需要使用TTL转RS232电平转换器将计算机的数字信号转换为RS232电平，以适应外部设备或传感器的电平要求。
TTL转RS232电平转换器通常采用MAX232芯片或类似的芯片实现。
该芯片接受TTL电平输入，并根据其特定的电路设计进行电平转换。
当输入的TTL电平为高电平时，芯片会输出相应的负电平；当输入的TTL电平为低电平时，芯片会输出相应的正电平。
通过使用MAX232芯片或类似的芯片，使得计算机与外部设备或传感器之间能够实现正常的串口通信。
uart高低电平
uart高低电平UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种串行通信接口，它通过发送和接收连续的数据位序列来实现通信。
UART通常用于在计算机和外部设备之间传输数据，如串口通信、调试通信、传感器通信等。
UART通信中的高低电平表示数字信号中的0和1。
在UART 中，高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0。
传输的数据通过将逻辑1和逻辑0的电平信号发送到一个引脚上，并由接收端识别和解码。
以下是关于UART高低电平的相关内容：1. UART信号电平标准：UART信号电平标准主要有TTL电平和RS-232电平。
TTL电平通常用于短距离通信，逻辑1的电平为+3.3V至+5V，逻辑0的电平为0V。
RS-232电平通常用于较长距离的通信，逻辑1的电平为-3V至-25V，逻辑0的电平为+3V至+25V。
2. UART数据传输过程：UART通信是异步的，即发送端和接收端的时钟不同步。
发送端通过发送数据位和一个起始位来开始数据传输，起始位表示数据传输的起点。
发送端以固定的波特率发送每个数据位，并以一个停止位结束数据传输。
接收端通过检测电平变化来识别起始位和数据位，并以停止位来确认数据接收完毕。
3. 数据帧的格式：UART通信使用的数据帧格式通常为8N1，表示8个数据位、无校验位和1个停止位。
数据帧格式可以根据需求进行配置，例如可以使用7位数据位、奇偶校验等。
4. 波特率：波特率是指每秒钟传输的数据位数。
UART通信中的波特率需要发送端和接收端保持一致，以确保正确的数据传输。
常见的波特率有9600、19200、38400、115200等。
5. 电平转换：由于UART通信中使用的电平标准可能不同，需要进行电平转换。
例如，将TTL电平转换为RS-232电平，可以使用MAX232芯片进行转换。
6. 信号传输距离：UART通信的传输距离与电平标准有关。
通常情况下，TTL 电平可实现数十米的短距离通信，而RS-232电平可实现数千米的长距离通信。
串行通讯原理说明--RS232_UART
对于非屏蔽电缆，计算非屏蔽电缆的电缆长度的公式如下：
??电缆长度＝(2500—接收器输入电容)／(电缆电容×1.5)?
? 电缆长度的单位是ft，输入电容的单位是pF，电缆电容的单位是pF／ft。
带状电缆的典型电容是15 pF／ft，假定接收器的输人电容是100 pF，电缆最长可以达到106 ft((2500—100)／(15×1.5) )。一个单根非屏蔽双绞线的典型电容是12 pF／ft。仍然假定输入电容为100 pF， 则最大电缆长度为133ft。
接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)——用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线RxD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD）线。
能够完成上述“串<- ->并”转换功能的电路，通常称为“通用异步收发器”
（UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）,
典型的芯片有：Intel 8250/8251,16550。
EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。
return((char)length);
}
return 0;
}
//写入函数程序为:
bWriteStatus=WriteFile(hCom,buffer,length,&length,&m_lpOverlapped)
5V到3V3的电平转换-串口通信
5V到3V3的电平转换-串口通信一、电平转换电路下面来分析一下电路的设计思路：/BLOG_ARTICLE_244240.HTM首先声明一下：这个电路是从3V3的角度考虑的！1、接收通道我们首先来明确一下数据流向（其实就是电平驱动方向），接收通道是由5V方驱动的（Source），3V3方只是取电平（Sink），因此TXD5V作为此通道的输入方，RXD3V3作为通道的输出方。
我们知道，三极管（开关型）集电极输出驱动能力不错，我们就设计为集电极输出；但是，只有一个三极管是不行的，因为集电极输出的时候，基极电平和集电极逻辑是相反的；那么，加一个反相器？没必要，那是另外一种电平转换的方法了，我们只需要再使用一个三极管，基极接前级输出就可以了。
这样，逻辑转换就完成了，当输入低电平时，Q1截止，集电极输出高电平，Q2导通，集电极输出低电平。
同理，高电平分析是一样的。
逻辑转换完成了，那么就是电平的问题了。
这很好解决，输入方为5V逻辑，那么就给它一个VCC5，3V3逻辑高电平需要一个3V3，那么就给一个VCC3V3；OK！2、发送通道分析完接收通道，发送通道的原理其实也是一样的，就不详细介绍了。
3、结论其实如果稍微熟悉电子电路知识的人看来，这个电路实在太简单，正因为如此，我才要强调，基础很重要！否则，一个系统的设计会在这些小地方卡住。
二、电平问题：单片机手册————电气特性常用逻辑电平：12V，5V，3.3V；1.TTL电平：输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。
在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。
最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。
2.CMOS电平：'1'逻辑电平电压接近于电源电压，'0'逻辑电平接近于0V。
而且具有很宽的噪声容限。
3.首先要知道以下几个概念的含义：1：输入高电压（Vih）：保证逻辑门的输入为高电平时所允许的最小输入高电平，当输入电平高于Vih时，则认为输入电平为高电平。
串口电平匹配方法
串口电平匹配方法串口是计算机与外部设备进行数据通信的一种接口标准。
在串口通信中，通信双方需要保持电平匹配，即发送方和接收方的电平范围要一致，以确保数据的准确传输。
本文将介绍串口电平匹配的方法。
一、串口电平标准串口通信中常用的电平标准有TTL电平和RS-232电平。
TTL电平是指逻辑电平为0V和5V，其中0V表示逻辑低电平，5V表示逻辑高电平。
而RS-232电平有正负两种，其中正电平通常为-3V至-15V，负电平通常为3V至15V。
在实际应用中，需要根据具体的硬件设备来选择合适的电平标准。
二、电平转换当串口通信双方的电平标准不一致时，需要进行电平转换。
常见的电平转换方法有以下几种：1. 电平转换芯片：使用专门的电平转换芯片，如MAX232芯片，可实现TTL电平与RS-232电平之间的转换。
这种方法适用于电平转换简单的场景。
2. 电平转换模块：市面上也有成品的电平转换模块，如TTL转RS-232模块。
这种模块通常集成了电平转换芯片，使用起来更加方便快捷。
3. 自制电平转换电路：对于一些特殊需求，可以根据实际情况自制电平转换电路。
这种方法需要根据具体的电平标准和电路设计原理进行电路设计和焊接。
三、串口连接线在进行串口通信时，需要使用串口连接线将发送方和接收方连接起来。
串口连接线中的引脚分为发送数据线（TXD）、接收数据线（RXD）、地线（GND）等。
在连接时，需要将发送方的TXD引脚与接收方的RXD引脚相连，并将两者的地线相连。
此外，还要确保连接线的质量良好，接触良好，避免干扰信号的产生。
四、串口参数设置在进行串口通信时，还需要对串口进行参数设置，以保证数据的准确传输。
常见的串口参数包括波特率（Baud Rate）、数据位数、校验位、停止位等。
发送方和接收方的串口参数要一致，才能保证数据的正确传输。
五、电磁干扰处理在实际应用中，串口通信可能会受到电磁干扰的影响，导致数据传输错误。
为了避免电磁干扰，可以采取以下措施：1. 硬件屏蔽：可以在串口连接线中加入屏蔽层，如使用屏蔽线或者屏蔽罩，以减少电磁干扰对串口通信的影响。
串口电路原理
串口电路，即串行通信接口电路，是一种用于数据传输的电子电路设计，通常指的是RS-232、RS-422、RS-485等标准的串行通信接口。
这些接口主要用于计算机、嵌入式系统以及其他电子设备之间的数据交换。
基本原理：
1. 信号格式：
串行通信是指数据一位接一位地按照时间顺序进行传输，而不是像并行通信那样同时发送多位数据。
在串口电路中，数据通常包括起始位、数据位（一般为5至9位）、奇偶校验位（可选）、停止位（1或2位）。
2. 电平转换：
RS-232标准规定了TTL电平到RS-232电平的转换要求。
TTL电平是逻辑器件常用的0V和+5V（或者3.3V），而RS-232电平则采用了负电压表示逻辑“1”，正电压表示逻辑“0”的非对称方式，例如-12V代表逻辑"1"，+12V代表逻辑"0"。
3. 通信协议：
串口电路还包括握手信号线（如RTS/CTS、DTR/DSR等）以实现设备间的控制和同步。
通过设置合适的波特率（每秒
传输的位数）、数据格式以及握手协议，确保数据正确无误地在两台或多台设备间进行收发。
4. 电气特性：
串口电路需要满足特定的电气规范，如最大数据传输速率、信号的最大电压摆幅、最小接收器输入阈值等。
在实际应用中，串口电路通常由一个UART（通用异步收发传输器）控制器芯片和必要的电平转换电路组成，能够将CPU处理的数据转化为适合电缆传输的电信号，并且可以接收来自电缆的信号并转换回CPU可以理解的数字信号。
i2c 标准电平
i2c 标准电平I2C标准电平I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，被广泛应用于各类电子设备中。
它基于两根信号线：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
在I2C通信中，设备通过共享这两根线来进行数据传输和通信。
I2C标准电平作为I2C通信中的一个重要概念，涉及到设备之间如何识别低电平和高电平，以及在通信过程中如何保持信号的稳定性和准确性。
1. 电平定义在I2C通信中，将电平定义为高电平（High Level）和低电平（Low Level），分别用逻辑1（1）和逻辑0（0）来表示。
具体的电平数值依赖于具体的设备和应用场景。
2. 标准电平范围I2C标准电平是指在设备之间进行通信时，所使用的电平范围。
根据I2C规范要求，标准电平范围为0V到Vdd（设备电源电压）之间。
在大多数情况下，I2C标准电平常见的取值是0V和5V。
3. 电平转换在实际应用中，由于不同设备和模块之间的供电电压可能存在差异，需要进行电平转换以确保通信的正确进行。
电平转换可以通过各种器件和电路实现，例如使用电平转换芯片（Level Shifter）或电平转换电路。
4. 电平适配由于设备之间可能存在不同的供电电压，为了实现互联互通，需要进行电平适配。
电平适配是指在不同电平设备之间转换信号电平的过程。
通常情况下，较高电压的设备可以通过引入电平转换器将信号电平转换为较低电压，从而适应较低电压设备的使用要求。
5. 互连电平互连电平是指在I2C总线上设备之间共享的电平。
在I2C通信中，所有设备都共享同一个电平，通过SDA线和SCL线进行信息的传输和交互，确保各设备之间的正常通信。
总结：I2C标准电平是I2C通信中非常重要的概念，涉及到设备之间的电平定义、电平范围、电平转换和电平适配。
在实际应用中，为了确保设备之间的正常通信，需要准确配置和使用I2C标准电平。
通过合适的电平转换和适配技术，可以在不同供电电压条件下实现设备的互联互通。
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同步通信与异步通信
• 波特率 波特率是指单位时间内传送二进制数据 的位数,以位/秒为单位，它是衡量串行数据 传送速度快慢的重要标志和参数。 注意：异步通信的传送速度一般在50波 特－19200波特之间。
同步通信与异步通信
• 同步通信 同步通信去掉了异步通信中的起始位和终 止位，提高了数据块的传送速度。 • 同步通信的速度可达500千波特。但是它 的硬件电路比较复杂。
串 行 接 口
下面我们来讨论串行通信的基本概念和串 行通信接口原理和应用。 串行通信的基本概念 RS－232C电平转换 RS－232电平转换应用实例
串 行 接 口
• 串行通信接口是指设备之间的接口。人们 最熟悉的关于串行通信接口的名词可能是 COM和USB。 • COM1～COM4都是RS－232串行通信标准 接口。 • USB（Universal Serial Bus）是近几年才 开发的最新规范。
接受数据 请求传送
清除传送 数据通信装置准备就绪 信号公共参考地 数据载波检测 数据终端设备准备就绪
9
22
RI
振铃指示
电气特征与电平转换
• RS－232原是基于公用电话网的一种串行 通信标准，推荐的最大电缆长度为15米， 即传输距离一般不超过15米。它的逻辑电 平以公共地为对称，其逻辑“0”电平规定 在＋3～＋25V之间，逻辑“1”电平则在－ 3～－25V之间，因而它不仅要使用正负极 性的双电源，而且与传统的TTL数字逻辑电 平不兼容，两者之间必须使用电平转换。
多参数监护仪网络
MAX232 电平转换模块
………
心电/呼吸/体 温测量模块 无创血压 测量模块
MAX232 电平转换模块
MAX232 电平转换模块
无创血压 测量模块
血氧饱和度 测量模块
血氧饱和度 测量模块
心电/呼吸/体 无创血压 温测量模块 测量模块
血饱和度 测量模块
心电/呼吸/体 温测量模块
RS－232C串行接口标准
• RS－232C是异步串行通信中应用最早，也 是目前应用最为广泛的标准串行总线接口 之一，它有多个版本，其中应用最广的是 修订版C，即RS－232C。
接口引脚定义
• RS－232接口有25针和9针的D型插座。 • 在比较老的计算机上可能还有25针的插座， 由于在一般的通信中一般只用到9根线所以 新的计算机上用的都是9针的插座。由于25 针与9针连接器并无本质区别，因而容易实 现相互转换，市面上就有各种25针到9针的 串行转换器。
接口引脚定义
D C D R X D T X D D T R S G
1
2
3
4
5
6
7
8
9
D S R
R T S
C T S
R I
RS－232接口引脚信号定义
9针 3 25针 2 信号 TXD 功能 发送数据
2 7
8 6 5 1 4
3 4
5 6 7 8 20
RXD RTS
CTS DSR SG DCD DTR
同步通信与异步通信
• 串行通信中有两种基本的通信方式：异步通信和 同步通信 在异步通信中，CPU与外设之间有两项约定：字 符格式和波特率 • 字符格式－字符的编码形式及规定，每个串行字 符由以下四个部分组成： a. 1个起始位，低电平； b. 5--8个数据位； c. 1个奇偶校验位； d. 1--2个终止位(停止位)高电平
串行通信与并行通信
• 串行通信：是指数据是一位一位顺序传送。 • 采用串行通信的主要原因是： • 1.降低通信线路的价格 • 2.简化通信设备
串行通信与并行通信
• 并行通信 • 是指数据在多条并行1位宽的传输 线上同时由源端传送到目的端。
串行通信与并行通信的比较
• 1.从距离上看：并行通信适宜于近距离的数据传 送，通常小于30米。而串行通 信适宜于远距离传 送，可以从几米到数千公里。 • 2.从速度上看：在短距离内,并行接口的数据传输 速度要比串行接口的传输速度高的多。 • 3.从设备、费用上看：对于远距离通信而言，串 行通信的费用显然比较低。
RS-232电平和TTL电平转换器件
• 常用的电平转换器件有以驱动器MC1488和 接收器MC1489为代表的集成电路。 • 其中MC1488采用±12V电源，以产生RS232标准电平，MC1489采用单一+5V电源 。 • 在双向数据传输中，这两个器件要同时使 用，所以要具备正负两组电源，显然不方 便。
RS-232电平和TTL电平转换器件
• 单一＋5V供电的RS－232收发芯片。 • 代表有MAX220/232/232A，下图是它的引脚封装 图。
MAX220/232/232A典型工作电路
应用例子—多参数医疗监护仪
MAX232 电平转换模块
无创血压 测量模块
血氧饱和度 测量模块
心电/呼吸/体 温测量模块