计算机串口通信基础
串行通信基础知识
串行通信基础知识本节简要概括了串行通信中的相关概念，为学习PC 机与MCU 的串行通信做准备。
1. 基本概念我们知道，“位”（bit ）是二进制数字的简称，是可以拥有两种状态的最小二进制值，分别用“0”和“1”表示。
在计算机中，通常一个信息单位用8位二进制表示，称为一个“字节”（byte ）。
串行通信的特点是：数据以字节为单位，按位的顺序从一条传输线上发送出去。
这里至少涉及到以下几个问题：第一，每个字节之间是如何区分的？第二，发送一位的持续时间是多少？第三，怎样知道传输是正确的？第四，可以传输多远？等等。
这些问题属于串行通信的基本概念。
串行通信分为异步通信与同步通信两种方式，本节主要给出异步串行通信的一些常用概念。
正确理解这些概念，对串行通信编程是有益的。
① 异步串行通信的格式在MCU 的英文芯片手册上，通常说SCI 采用的是NRZ 数据格式，英文全称是：“standard non-return-zero mark/space data format ”，可以译为：“标准不归零传号/空号数据格式”。
这是一个通信术语，“不归零”的最初含义是：用负电平表示一种二进制值，正电平表示另一种二进制值，不使用零电平。
“mark/space ”即“传号/空号”分别是表示两种状态的物理名称，逻辑名称记为“1/0”。
对学习嵌入式应用的读者而言，只要理解这种格式只有“1”、“0”两种逻辑值就可以了。
图3.3.1给出了8位数据、无校验情况的传送格式。
这种格式的空闲状态为“1”，发送器通过发送一个“0”表示一个字节传输的开始，随后是数据位（在MCU 中一般是8位或9位，可以包含校验位）。
最后，发送器发送1到2位的停止位，表示一个字节传送结束。
若继续发送下一字节，则重新发送开始位，开始一个新的字节传送。
若不发送新的字节，则维持“1”的状态，使发送数据线处于空闲。
从开始位到停止位结束的时间间隔称为一帧（frame ）。
所以，也称这种格式为帧格式。
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UART模块基本介绍
串口通信UART模块基本介绍串口通信（UART）是一种通过串行接口进行数据传输的通信协议和硬件实现方式。
它是计算机和外设之间最常用的通信方式之一，也是嵌入式系统和单片机等小型设备中常用的通信方式。
UART通过串行方式传输数据，即通过单一的数据线一次只能传输一个bit位。
在串口通信中，通常需要两条线，一条用于发送数据（TX），一条用于接收数据（RX）。
UART通常通过一对相互连接的芯片实现，称为UART芯片或UART模块。
它包含一个发送器和一个接收器。
发送器将要发送的数据从并行格式转换为串行格式，并通过发送线路发送出去。
接收器则接收到的串行数据转换为并行格式以供系统使用。
UART芯片通常由硬件设计工程师在集成电路中设计和实现。
UART通信具有以下特点和优势：1.简单易用：UART通信是一种非常简单和易用的通信协议。
它的实现简单，适用于各种不同的应用场景。
2.可靠性高：UART通信使用的是硬件实现，不受软件的控制和干扰。
它具有较高的可靠性和稳定性。
3. 速度灵活可调：UART通信可以根据不同的应用需求进行速度调整。
通常，UART通信支持的波特率范围很大，可以从几十bps到多Mbps。
4.支持半双工和全双工通信：UART通信可以支持半双工和全双工两种通信方式。
在半双工模式下，发送和接收不能同时进行；而在全双工模式下，可以同时进行发送和接收。
5.通信距离远：UART通信使用串行线路进行数据传输，因此可以通过扩展串行线路的长度来实现较远距离的通信。
6.多种应用：UART通信广泛应用于各种设备和领域，如计算机、嵌入式系统、单片机、电子设备、通信设备等。
值得注意的是，UART通信只是一个物理层的通信协议，它只负责数据的传输，而不负责数据的解码和处理。
因此，在使用UART通信时，通常需要配合其他协议或编码方式，如RS-232、RS-485、Modbus等，来完成完整的通信过程。
总结来说，UART通信是一种简单、可靠、灵活的串行通信协议和硬件实现方式。
串口通信基础知识
通讯基础知识1串口通讯串口通讯(Serial Communication)，是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。
串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准，没有规定接口插件电缆以及使用的协议。
2串口通讯的数据格式一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。
为什么是7位？当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。
如何设置取决于你想传送的信息。
比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。
扩展的ASCII码是0～255（8位）。
如果数据使用简单的文本（标准ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。
每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。
每一个字符的前面都有一位起始位(低电平)，字符本身由7位数据位组成，接着字符后面是一位校验位(检验位可以是奇校验、偶校验或无校验位)，最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定长的空闲位，停止位和空闲位都规定为高电平。
实际传输时每一位的信号宽度与波特率有关，波特率越高，宽度越小，在进行传输之前，双方一定要使用同一个波特率设置。
3通讯方式单工模式（Simplex Communication）的数据传输是单向的。
通信双方中，一方固定为发送端，一方则固定为接收端。
信息只能沿一个方向传输，使用一根传输线。
半双工模式（Half Duplex）通信使用同一根传输线，既可以发送数据又可以接收数据，但不能同时进行发送和接收。
数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。
因此半双工模式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。
半双工通信中每端需有一个收发切换电子开关，通过切换来决定数据向哪个方向传输。
因为有切换，所以会产生时间延迟，信息传输效率低些。
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
RXD 接收
②半双工
发
接
送
TXD / RXD
收
接
发
收
送
③全双工
发送
接收
TXD RXD
RXD TXD
接收
发送
1.4 信号的调制与解调
v 调制器（Modulator）：把数字信号转换成模拟信 号，然后送到通信线路上去。
v 解调器（Demodulator）：把从通信线源自上收到的 模拟信号转换成数字信号。
接线
DTE信号 TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND
典型应用: PC + 交叉电缆 + PC
❖RS-232 连接类型 II
DTE 信号
接线
DCE 信号
TxD RxD RTS CTS DTR DSR DCD GND
RxD TxD CTS RTS DSR DTR DCD GND
典型应用: PC + 直连电缆 + Modem
TXD
计 RXD 算 机 甲
TXD
RXD 计 算 机 乙
TXD RXD 计4 算5 机6 甲 20
近程通信连接
TXD
RXD 4计 5算 6机 20 乙
RS-232C接口存在的问题
1
2
3
传输距离短 ，传输速率
低
有电平偏移
抗干扰能力 差
SN75174
RS-422A接口
电平 ❖ RS-485的信号传输采用
两线间的电压来表示逻辑1和逻
辑0。由于发送方需要两根传输
线，接收方也需要两根传输线
。传输线采用差动信道，所以
它的干扰抑制性极好，又因为
db9串口通信流程
db9串口通信流程
DB9串口通信是一种常见的串行通信方式，它广泛应用于计算机和外部设备之间的数据传输。
下面将介绍DB9串口通信的基本流程。
1. 准备工作：首先，确保计算机和外部设备都配备有DB9串口接口，并且使用一根合适的串口线连接两者。
2. 配置串口设置：在计算机的操作系统中，进入串口设置界面，通常可以在设备管理器中找到。
在串口设置界面，选择对应的串口号，并配置波特率、数据位、停止位、校验位等参数，确保计算机和外部设备之间的通信参数一致。
3. 打开串口：在程序或终端中打开串口，准备进行数据的收发。
通常使用编程语言的串口库或使用终端软件来进行串口通信。
4. 发送数据：使用编程语言提供的串口发送函数，将要发送的数据写入串口缓冲区。
数据可以以字节或字符串的形式发送。
5. 接收数据：在接收数据之前，需要先设置好相应的接收缓冲区。
使用串口库提供的函数，监听串口，当有数据到达时，将数据从串口缓冲区读取出来。
6. 处理数据：接收到的数据可以进行进一步的处理，比如解析数据、展示数据等。
根据实际需要，可以以文本、二进制等格式进行数据处理。
7. 关闭串口：当通信完成后，要确保及时关闭串口，释放资源。
使用串口的关闭函数，关闭串口连接，确保下次使用时不出现冲突。
DB9串口通信流程主要包括准备工作、串口设置、打开串口、发送数据、接收数据、处理数据和关闭串口。
通过理解和掌握这些流程，可以更好地进行计算机和外部设备之间的串口通信。
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。
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计算机串口通信基础
串口通信是非常重要的，首先了解下基础
计算机串口通信基础
随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通信功能越越显得重要。
计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。
通信有并行通信和串行通信两种方式。
在多微机系统以及现代化测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。
计算机通信是将计算机技术和通信技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。
可以分为两大类：并行通信与串行通信。
并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。
（如下图）
由上图可知一下可以传8位，跟并行的A/D D/A 差不多，询问和应答是发送和接受来询问是否准备好了没有。
并行通信控制简单，传输速度快；由于传输线较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接受存在困难。
串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。
（如下图）
注意：先发的是低位
串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备，丹数据的传送控制比并行通信复杂。
串行通信的基本概念
一、异步通信与同步通信
1、异步通信
异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。
为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。