串口通信原理及操作流程
串行通信原理
串行通信原理串行通讯是一种在计算机领域用于数据传输的技术。
串行通讯通过一个线路逐位传输数据，相比于并行通讯的方式，更加经济和易于实现。
在串行通讯中，数据被分成逐位的信息串，这些信息串逐位传输，最终组成有意义的数据。
主要应用于计算机与周边设备之间的数据传输。
串行通信主要包括两种方式：同步串行通信和异步串行通信。
同步传输根据系统时钟处理数据传输，而异步传输较为灵活，是一种更加通用性的传输方式。
串行通讯的原理1.数据格式在串行通讯过程中，数据是以特定的格式传输的。
数据格式包括数据位、同步位、波特率和校验位。
数据位：表示每一个数据中包含的二进制位数，包括5位、6位、7位、8位等不同的长度。
通常情况下，大多数串行通讯系统都采用8位数据位。
同步位：用于标识数据传输已经开始，也就是数据的起始位置，通常情况下，同步位的值为0。
波特率：表示数据传输的速度，也就是每秒钟传输的数据位数。
波特率越高，信号传输的速度越快。
常用的波特率为9600、19200、38400、57600等。
校验位：用于检测传输数据中的错误。
通过对传输的数据进行校验位的比对，可以减少数据传输中的错误发生。
常用的校验方式有奇偶校验、校验和、循环冗余校验等。
2.串行通讯的流程串行通讯的流程可以分为三个主要阶段：起始位、数据位和停止位。
起始位：用于标识数据传输的开始，表示数据传输的起始位置。
通常情况下，起始位的值为0。
数据位：用于传输数据信息，包括了需要传输的数据。
停止位：用于标识数据传输的结束，表示数据传输的终止位置。
通常情况下，停止位的值为1。
串行通讯的工作原理串行通讯的工作原理主要包括：发送过程和接收过程。
1.发送过程在发送过程中，数据被通过串行通讯数据线逐位地传输。
发送过程中，数据被分成字节，每个字节由8位组成。
在数据传输前，发送端将数据位、同步位、波特率和校验位进行设置。
然后发送端将数据逐位地传输到接收端。
发送端会首先发送起始位表示数据传输的开始，接着发送数据位，每个字节之间间隔一段时间，以便接收端辨别每个字节，并识别出其所代表的意义。
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。
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模拟 电子开
关
模拟 电子开
关
合成
频带信 号输出
1 01
1.5串行通信的错误校验
1、奇偶校验 在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。 奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应 为奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个 数之和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若 发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。 2、代码和校验 代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或）， 产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接 收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字 节异或），将所得结果与发送方的“校验和”进行比较，相 符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。 3、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的 循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区完整性校验等 。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。
? 典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。
? 同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧 的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以 传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
1.3 串行通信的传输方向
①单工
? RS-422A传输速率（90Kbps）时，传输距离可达1200米。
2.3 RS-485 接口
? RS-485是RS-422A的变型
：RS-422A用于全双工，而
RS-485则还可用于半双工。
RS-485是一种多发送器标准
，在通信线路上最多可以使用
TTL
TTL 32 对差分驱动器/接收器。
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。
单片机串口通讯及通信分类、特点、基本原理、参数与设计计算方法(图文并茂解析)
单片机串口通讯及通信分类、特点、基本原理、参数与设计计算方法一、按照数据传送方向分类1、单片机的通讯功能就是由串口实现的，在串口的基础上可以扩展出RS232、RS485、LIN等。
2、单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输。
3、半双工：允许数据在两个方向上传输。
但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；它不需要独立的接收端和发送端，两者可以合并一起使用一个端口。
4、全双工：允许数据同时在两个方向上传输。
因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，需要独立的接收端和发送端分别如下图中的a、b、c所示。
二、按照通信方式分类1、同步通信：带时钟同步信号传输。
比如：SPI，IIC通信接口。
2、异步通信：不带时钟同步信号。
比如：UART(通用异步收发器)，单总线在同步通讯中，收发设备上方会使用一根信号线传输信号，在时钟信号的驱动下双方进行协调，同步数据。
例如：通讯中通常双方会统一规定在时钟信号的上升沿或者下降沿对数据线进行采样。
在异步通讯中不使用时钟信号进行数据同步，它们直接在数据信号中穿插一些用于同步的信号位，或者将主题数据进行打包，以数据帧的格式传输数据。
通讯中还需要双方规约好数据的传输速率（也就是波特率）等，以便更好地同步。
常用的波特率有4800bps、9600bps、115200bps等。
在同步通讯中，数据信号所传输的内容绝大部分是有效数据，而异步通讯中会则会包含数据帧的各种标识符，所以同步通讯效率高，但是同步通讯双方的时钟允许误差小，稍稍时钟出错就可能导致数据错乱，异步通讯双方的时钟允许误差较大。
三、STM32串口通信基础1、STM32的串口通信接口有两种，分别是：UART（通用异步收发器）、USART（通用同步异步收发器）。
而对于大容量STM32F10x系列芯片，分别有3个USART和2个UART。
2、UART引脚连接方法：①、RXD：数据输入引脚，数据接收；②、TXD：数据发送引脚，数据发送；对于两个芯片之间的连接，两个芯片GND共地，同时TXD和RXD交叉连接。
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。
串口通信原理及操作流程概要课件
工业自动化控制：如 PLC、DCS等系统中 的设备间通信。
嵌入式系统之间的通 信：如智能仪表、传 感器等。
02
串口通信原理
串口通信协议
RS-232协议
一种标准化的串口通信协 议，定义了数据传输的电 压范围、数据位、停止位 等参数。
RS-485协议
RS-232的扩展，支持多点 通信，通过差分信号传输 数据，具有更强的抗干扰 能力。
USB协议
通用串行总线协议，用于 连接计算机和外部设备， 支持高速数据传输。
数据传输方式
异步传输
数据传输以字符为单位，每个字 符前有一个起始位，后有一个或 两个停止位，用于同步。
同步传输
数据传输以数据块为单位，通过 时钟信号同步，适用于高速数据 传输。
数据编码方式
曼彻斯特编码
将数据位和时钟位合并，通过电 压跳变表示0和1。
循环冗余校验，通过多项式算法计算 数据的校验码，用于检测错误。
03
串口通信操作流程
串口通信参数设置
01
02
03
04
波特率
设置串口通信的速率，常用的 波特率有9600、19200、 115200等。
数据位
设置数据传输的位数，常用的 数据位有5、6、7、8位。
停止位
设置数据传输的停止位数，常 用的停止位有1、1.5、2位。
异常处理
当串口通信出现异常时，如数据传输 错误、连接断开等，需要进行异常处 理，如重新连接、数据重传等。
04
串口通入您的内容
05
常见问题与解决方案
串口通信常见问题
数据传输错误
在串口通信过程中，数 据传输可能会出现错误 ，导致接收端无法正确
解析数据。
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面向位的同步格式 ：
➢将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始和结 束标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起 的混乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的1 就插入一个附加的0；接收方则每检测到5个连续的1并且其 后有一个0时，就删除该0。 ➢ 典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。 ➢ 同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧 的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以 传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•外同步
自同步
同步通信
•SOH（01H）：表示标题的开始 •标题：中包含源地址、目标地址和路由指示等信息
•STX（02H），表示传送的数据块开始 •组终字符ETB（17H）或文终字符ETX（03H）。 •校验码 •典型的面向字符的同步规程:IBM的二进制同步规程BSC
•说出同学 B的名字或 学号
•第四步
•提问
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
实例3
•老师让学习委员来取作业本的两种方式 •(1) 老师等着学习委员来取 同步通信 •(2) 将作业本放在办公桌上，学习委员自己来取 异步通信
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串行通信基础知识
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
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•并行通信
•串行通信
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
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。
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：
•步通信的数据格异式
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
1.3 串行通信的传输方向
•①单工
•发 送
•②半双工
•TXD
•RXD •接 收
•发
•接
送
•TXD / RXD
收
•接
•发
收
送
•③全双工
•发送
•接收
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•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。
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C51串口通信时一个比特是一个码元，所以波特率 等同于比特率，即每秒钟传输二进制代码的位数 ，单位是：位／秒（bps）。
如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含 10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位)， 这时的比特率为： 10位×240个/秒 = 2400 bps
•1.1 串行通信与并行通信 •1.2 异步通信与同步通信 •1.3 串行通信的传输方向
•1.4 信号的调制与解调
•1.5 串行通信的错误校验 •1.6 传输速率与传输距离
串行通信与并行通信
在计算机系统中，CPU和外部通信有两种通信方式：并行通 信和串行通信。 并行通信，即数据的各位同时传送；串行通信，即数据一位 一位顺序传送。
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ห้องสมุดไป่ตู้
1.6 传输速率与传输距离
▪ 码元传输速率RB简称传码率，又称符号速率等 。它表示单位时间内传输码元的数目，单位是 波特（Baud），记为B。
• 例如，若1秒内传2400个码元，则传码率为2400B。
▪ 数字信号有多进制和二进制之分，但码元速率 与进制数无关，只与传输的码元长度T有关:
串口通信原理及操作流 程
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
2020年4月14日星期二
实例1
•信息编码：文
•字信息载体：文
字、
••信息传送方纸式 张：
•
邮递员
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实例2
•说出同学A的名字或学号 •第一步
•第二步 •提问
•课堂上老师先让同学A 、再让同学B回答问题
的过程？
•第三步
•中断的概念
异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致， 实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加2～3位 用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。
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•同步通信
建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制， 使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的 距离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不 留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系 。
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v 由于M进制的一个码元可以用 log2 M个二进制码 元去表示，因而在保证信息速率不变的情况下， M进制的码元速率RBM与二进制的码元速率RB2之 间有以下转换关系：
v 信息传输速率Rb简称传信率，又称比特率等。它 表示单位时间内传递的平均信息量或比特数，
v 单位是比特/秒，可记为bit/s ，或 b/s ，或bps。
•高频 正弦 信号
•低频 正弦 信号
•数字信号 10101010
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•模拟 •电子开
关
•模拟 •电子开
关
•合成
•频带 信号输
出
•1 •0 •1
1.5串行通信的错误校验
1、奇偶校验 在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。 奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为 奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之 和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现 不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。 2、代码和校验 代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或）， 产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接 收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字 节异或），将所得结果与发送方的“校验和”进行比较，相符 则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。 3、循环冗余校验 这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的 循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区完整性校验等 。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。
v 解调器（Demodulator）：把从通信线路上收到的 模拟信号转换成数字信号。
v 调制解调器MODEM：由于通信是双向的，调制器和 解调器合并在一个装置中。
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•调制解调的方式有多种，这里调频为例： • 通过数字信号对二个不同频率的正弦载波信号的 键控和信号的合成实现。