基于异步串行通信的点对点型
(单片机原理与应用实验)实验9点对点串行通信
波特率
串行通信接口
单片机上的串行通信接口通常包括发 送数据端（TXD）、接收数据端 （RXD）和地线（GND）。
表示每秒钟传输的位数，是衡量串行 通信速度的参数。
串行通信的分类
同步串行通信与异步串行通信
同步串行通信是指发送方和接收方以相同的时钟频率进行数据传输，而异步串 行通信则没有共同的时钟频率。
02
例如，空调的温度设置、电视的频道切换等操作，都是通过性、易扩展等优点，因此
03
在智能家居领域得到广泛应用。
在工业控制中的应用
在工业控制系统中，各种传感器、执行器等设备需要实时地进行数据传输和控制。 点对点串行通信能够满足工业控制领域对实时性、可靠性和安全性的高要求。
波特率设置
波特率计算
根据通信协议的要求，计算出合 适的波特率。常用的波特率有 9600、19200、4800等。
寄存器配置
根据计算出的波特率，配置单片 机串行通信接口的相关寄存器， 以实现所需的波特率。
测试与调整
在实际通信过程中，可能需要根 据实际情况调整波特率，以确保 数据传输的稳定性和正确性。
(单片机原理与应用实 验)实验9点对点串行 通信
contents
目录
• 单片机串行通信原理 • 点对点串行通信的实现 • 单片机点对点串行通信实验步骤 • 点对点串行通信的应用 • 点对点串行通信的优缺点 • 点对点串行通信的未来发展
01
单片机串行通信原理
串行通信的基本概念
串行通信
指数据在单条线路上一位一位地传输， 具有节省传输线、成本低、远距离传 输可靠等优点。
单工、半双工和全双工串行通信
单工是指数据只能向一个方向传输，半双工是指数据可以在两个方向上传输， 但不能同时进行，全双工则是指数据可以在两个方向上同时传输。
基于单片机的点对点数据传输系统设计精编版
基于单片机的点对点数据传输系统设计精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】基于单片机实现点对点对点数据传输摘要C语言进行8051单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。
采用C语言可以很容易地进行单片机的程序移植工作,有利于产品中的单片机的重新选型。
其开发速度、软件质量、结构严谨、程序坚固等方面,C语言的完美绝非是汇编语言编程所能比拟的。
文章给出了采用C语言编程实现双机通信的具体实现方法。
双机通信也称点对点的通信,用于单片机和单片机之间交换信息,也用于单片机和通用微机间的信息交流。
在整个系统中,主要采用串行通信方式进行数据传输。
8051单片机自备串行接口,为机间通信提供了极为便利的条件。
利用主机和从机间配备RS-232C、RS-422或RS-485等关键词：单片机串行通信双机通信MAX3232Abstract'sproceduretransplantworkveryeasily,isadvantageousintheproductmono lithicintegratedcircuit',thesoftwarequality,thestructurearerigorous,the procedurefirmandsoonaspects,',,-232C,RS-422orRS-485andsoon.Keywords：MonolithicintegratedcircuitSerialcommunicationCorrespondenceMAX3232目录第一章绪论第二章单片机基础第一节单片机介绍第二节单片机历史第三章设计思路分析第一节串行通信的基本原理一、串行通信的原理二、串行通信的特点?三、串行通信的方式四、串行通信传送方式第二节51单片机的串口是RS-232标准串口一、RS-232标准介绍二、与RS-232C相匹配的连接器第三节接口电平转换第四章硬件电路设计第一节结构框图第二节主要器件第三节电路原理图及说明一、MAX3232实现的接口电平转换电路原理图二、单片机部分电路原理图第五章软件设计第一节协议设计第二节主机程序流程及代码一、主机的程序流程图二、主机的程序第三节从机程序流程及代码一、从机的程序流程图二、从机的程序第六章总结第一章绪论21世纪是全人类进入计算机时代的世纪，许多人不是在制造计算机便是在使用计算机。
列控制系统与联锁、CTC通信的关系和常见故障分析
列控制系统与联锁、CTC通信的关系和常见故障分析发布时间：2022-03-10T02:25:49.106Z 来源：《新型城镇化》2022年3期作者：牛迪[导读] 列控系统与联锁系统、CTC构成列车指挥与控制的综合智能系统。
辽宁省沈阳市中国铁路沈阳局集团公司沈阳电务段辽宁省沈阳市 110000摘要：列控中心是 CTCS-2级列控系统地面设备的中心、CTCS-3级列控系统地面设备的重要组成部分，列控中心和联锁设备二者间的通信是通过安全数据网实现的，其中主要涉及区间状态、区间方向、车站进路、轨道区段、进站信号机断丝、允许发车、改方状态、信号限速、异物侵限灾害防护、信号状态采集及驱动命令等信息的交换。
在CTCS-2级列控系统中，列控中心与CTC/TDCS的接口为P接口。
列控中心与CTC/TDCS采用RS-422接口，通过屏蔽双绞线电缆连接。
列控中心从CTC/TDCS中获得临时限速信息，包括起点里程、长度，速度、车次、起止时间、运行方向等信息，以及统一的时钟信息。
关键词：列控中心；微机联锁系统；CTC；故障引言列控系统与联锁系统、CTC构成列车指挥与控制的综合智能系统。
文章针对典型的列控中心系统故障分析和处理过程，以寻求快速化、规范化方式处理列控中心故障为目的，以列控中心列控中心设备结构为基础，以分析终端数据为依据，对列控中心系统设计和维护应用中的注意事项进行分析，给出了一个较为行之有效的故障处理办法。
列控中心利用临时限速信息生成相应的控制命令报文，利用统一的时钟信息进行系统管理和控制。
除时钟同步信息采用周期重复方式发送外，其他信息则采用呼叫一应答器、错误重发机制进行交换。
1列控中心与计算机联锁连接方式列控中心与计算机联锁间采用RJ45以太网接口连接，通信网络均按冗余配置。
列控中心与计算机联锁间通信应采用RSSP-I铁路信号安全通信协议。
列控中心与计算机联锁间按250ms至500ms固定周期交互数据。
列控中心每系每个端口与计算机联锁两系的对应端口（本系A口与对方两系的A口，本系B口与对方两系的B口)均建立安全通信接。
第六章异步串行通信(SCI)清华洪伟解析
接收端在其时钟上升沿采样数据线电平，以识别数据位的 高低状态。
What is the data transmitted above?
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
数据位识别
Tx_clk
TxD 传输过程会引起信号的延迟，会引入外部干扰导致的噪声及毛刺
差分信号
每个信号使用两根线传输，信号的值由两个线上的电 平的差值表示 通信方不需要共同的参考地 对干扰抑止能力强 传输速率高
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微控制器常见的通信类型
总线类型 UART 线数 2 通信类型 异步 多主 波特率（bps) No 3K-1M 器件数 目 2 总线长度 *
SPI
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
TTL level vs. RS232 level
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
TTL level vs. RS232 level
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第六章异步串行通信（SCI） ——异步串行通信协议RS-232标准
(Transmit Data ) (Receive Data) (Ground) (Require to Send) (Clear to Send) (Data Terminal Ready) (Data Carry Detected) (Data Set Ready)
Ready always, or XON/XOFF protocol, ASCII only!
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第六章异步串行通信（SCI） ——通信基础知识
主从式
异步串行通信的点对点型
异步串行通信的点对点型点对点型通信方式是DNC系统中最早采用的通信方式，它是基于RS232C/RS422串口来实现的，拓扑构造为星形，通信速率一般在IlO〜960Obit/s之间。
这种接口的通信协议通常分为三层，即物理层、链路层和应用层。
物理层相当于实际的物理联接，它实现通信介质上的比特流的传输。
链路层采用异步通信协议，它将数据开展帧格式的转换，提交物理层开展服务，或对物理层送到的帧开展检错处理，交给上层。
异步协议的特征是字符间的异步定时。
它将8位的字符看作一个独立信息，字符在传送的数据流中出现的相对时间是任意的。
但每一字符中的各位却以预定的时钟频率传送，即字符内部是同步的，字符间是异步的。
异步协议的检错主要利用字符中的奇偶校验位。
应用层就是具体的报文应答信号,往往由控制器厂家自行制定。
点对点的连接简单，成本低。
由于大部分计算机和数控机床都具有串行通信接口，所以实现起来比较方便。
但这种连接也有以下缺点：(1)传输距离短。
如RS232C的传输距离不超过50m,20mA 电流环和RS422/RS423的传输距离为IOOOnI左右。
(2)传输不够可靠。
这些接口和连接电缆的抗干扰能力较差，而且其传输过程的检错功能较弱。
(3)传输速率低，实时性差，响应速度慢。
(4)由于一台计算机不可能提供很多串行接口，所连设备数量有限，因此整个系统的规模就不可能很大。
(5)每台设备都需一条来自DNC主机的通信电缆，因此整个系统的电缆费用很大，而且导致系统环境的复杂性也大大增加。
(6)系统扩展不容易。
当系统需扩大时，不但要修改系统软件，而且也要更改硬件。
为了克服上述缺陷，人们提出了多种技术手段来满足DNC技术的发展需求。
早期主要采用的两种方式如图1所示。
第一种是DNC主机通过多路串口转换器实现与多台CNC机床的通信(图1(a)),但存在构造复杂、成本高、可靠性低等不利因素。
第二种是DNC主机通过智能多串口卡分别连结多台CNC机床(图1(b)),其构造连结虽然简单，但需开发智能通信软件，提高了成本。
点对点通信方式与同步
异步传输
1．异步传输 异步传输又称为起止式同步，是以字符为单 位的数据传输。所谓异步，是指每个字符之间是 异步的，但字符内的每一位还是同步的。 每个字符由四个部分组成： 起始位，占1比特，以逻辑“0”电平表示，用以 标 记一个字符的开始 数据位，占5～8比特，具体取决于数据所采用的 字符集。如电报码字符为5位，ASCII码字符为7位
同步传输 (续)
面向字符的同步传输
在面向字符的同步传输中，数据都被看作字符序列， 所有的控制信息也都是字符形式，在数据串（字符序列） 的前、后分别设有开始标志和结束标志。其一般格式如 图(a)所示
一个或多个同步字符 控制字符 数据字符 结束控制字符
（ a） 面 向 字 符 的 帧
数据块（二进制比特流） （ b） 面 向 比 特 的 帧
2.4
点-点通信方式与同步
按信号的传输方向，数据通信可以分为单工，
半双工和全双工三种通信方式。
单工通信Байду номын сангаас信息固定地从一端(发送端)传输
到另一端。计算机和输出设备(如打印机或显示 器)之间的通信就采用单工通信方式进行操作。
点-点通信方式 (续)
半双工通信：信息可以在两个相反方向上传
输，但不能同时进行。每一端都有发送器和 接收器，但传输信道只有一条
行传输。串行传输可进一步分为同步传输和异步传输
数据传输 数据传输
并行传输 串行传输
同步传输
异步传输
并行传输
串行传输
8 比特一位接 一位传输
仅需一条链路
并行 / 串行转换
串行 / 并行转换
同步传输和异步传输
数据通信中同步问题十分关键。发送端一 位一位地把信息通过介质发往接收端，接收端 必须识别信息的开始和结束，而且必须知道每 一位的持续时间。只有这样，接收端才能从传 输线路上正确地取出被传送的数据。通常使用 两种同步方式进行传输，一种是异步传输，另 一种是同步传输。
fpga常用接口协议
fpga常用接口协议FPGA常用接口协议随着科技的不断发展，FPGA（现场可编程门阵列）在数字电路设计中的应用越来越广泛。
FPGA常用接口协议是指在FPGA与其他设备之间进行数据交换时所使用的通信协议。
本文将介绍几种常见的FPGA接口协议，包括SPI、I2C、UART和PCIe。
一、SPI（串行外设接口）协议SPI是一种串行通信协议，可以实现FPGA与外设之间的数据传输。
SPI接口由四条线组成，分别是时钟信号（SCLK）、主设备输出从设备输入（MOSI）、主设备输入从设备输出（MISO）和片选信号（CS）。
SPI协议采用主从模式，主设备通过控制时钟信号和片选信号来与从设备进行通信。
SPI接口的优点是通信速度快，但只能实现点对点的通信。
二、I2C（串行总线接口）协议I2C是一种串行通信协议，可以实现FPGA与多个外设之间的数据传输。
I2C接口由两条线组成，分别是时钟信号（SCL）和数据信号（SDA）。
I2C协议采用主从模式，主设备通过控制时钟信号和数据信号来与从设备进行通信。
I2C接口的优点是可以同时连接多个从设备，但通信速度相对较慢。
三、UART（通用异步收发传输）协议UART是一种异步串行通信协议，可以实现FPGA与其他设备之间的数据传输。
UART接口由两条线组成，分别是发送线（TX）和接收线（RX）。
UART协议采用点对点通信，通过发送和接收线来进行数据传输。
UART接口的优点是通信简单易用，但通信速度相对较慢。
四、PCIe（外部总线接口）协议PCIe是一种高速串行总线接口协议，可以实现FPGA与计算机之间的数据传输。
PCIe接口由多条差分信号线组成，包括数据传输线（TX和RX）和控制信号线（CLK、RESET等）。
PCIe协议采用主从模式，通过数据传输线和控制信号线来实现高速数据传输。
PCIe接口的优点是通信速度快，但连接和配置相对复杂。
总结：本文介绍了几种常见的FPGA常用接口协议，包括SPI、I2C、UART 和PCIe。
《点对点通信》课件
点对点通信的发展与前景
点对点通信技术的发 展历程
从最早的P2P文件共享到现在的 P2P语音、视频通话和游戏。
点对点通信市场的前 景与趋势
随着网络带宽的提升和技术的发 展，点对点通信市场前景广阔。
未来的发展方向与应 用领域
点对点通信将在物联网、区块链 等领域发挥重要作用。
结论
通过本课件的学习，我们总结了P2P通信的特点、应用、实现原理、安全性问 题等内容，并展望了P2P通信的未来发展及其影响。
3
NAT穿透
通过一系列技术手段，将数据从私有网络中 转发到公网。
DHT算法
通过分布式哈希表实现节点的查找和通信。
点对点通信的安全性问题
1 拒绝服务攻击
攻击者通过发送大量请求使网络资源耗尽，导致服务不可用。
2 DOS攻击
攻击者通过占用网络带宽或消耗服务器资源，使合法用户无法正常访问。
3 节点攻击
攻击者通过控制节点破坏点对点通信的数据传输过程。
《点对点通信》PPT课件
点对点通信是指直接在两个节点之间传输数据的通信方式。本课件将介绍点 对点通信的定义、特点、优缺点以及应用领域等内容。
什么是点对点通信？
• 点对点通信是一种直接在两个节点之间进行数据传输的通信方式。 • 它不需要经过中间节点进行转发。 • 点对点通信可以实现快速、高效的数据传输。
点对点通信的应用
P2P文件共享
通过点对点通信技术实现文件的快速共享和下载。
P2P语音、视频通话
利用点对点通信技术进行实时语音和视频通信。
P2P游戏
使用点对点通信技术实现多玩家游戏的联机功能。
点对点通信的实现原理
1
STUN、TURN、ICE技术网络地
址转换和穿透问题。
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基于异步串行通信的点对点型
摘要: 点对点型通信方式是DNC 系统中最早采用的通信方式，它是基于RS232C/RS422 串口来实现的，拓扑结构为星形，通信速率一般在110～
9600bit/s 之间。
这种接口的通信协议通常分为三层，即物理层、链路层和应
用层。
物理层相当于实际的物理联接...
点对点型通信方式是DNC 系统中最早采用的通信方式，它是基于
RS232C/RS422 串口来实现的，拓扑结构为星形，通信速率一般在110～
9600bit/s 之间。
这种接口的通信协议通常分为三层，即物理层、链路层和应
用层。
物理层相当于实际的物理联接，它实现通信介质上的比特流的传输。
链路层采用异步通信协议，它将数据进行帧格式的转换，提交物理层进行服务，或对物理层送到的帧进行检错处理，交给上层。
异步协议的特征是字符间的异步定时。
它将8 位的字符看作一个独立信息，字符在传送的数据流中出现的相对时间是任意的。
但每一字符中的各位却以预定的时钟频率传送，即字符内部是同步的，字符间是异步的。
异步协议的检错主要利用字符中的奇偶校验位。
应用层就是具体的报文应答信号，往往由控制器厂家自行制定。
点对点的连接简单，成本低。
由于大部分计算机和数控机床都具有串行通信接口，所以实现起来比较方便。
但这种连接也有以下缺点：
（1）传输距离短。
如RS232C 的传输距离不超过50m，20mA 电流环和
RS422/RS423 的传输距离为1000m 左右。
（2）传输不够可靠。
这些接口和连接电缆的抗干扰能力较差，而且其传输
过程的检错功能较弱。
（3）传输速率低，实时性差，响应速度慢。
（4）由于一台计算机不可能提供很多串行接口，所连设备数量有限，因此整个系统的规模就不可能很大。
（5）每台设备都需一条来自DNC 主机的通信电缆，因此整个系统的电缆
费用很大，而且导致系统环境的复杂性也大大增加。
（6）系统扩展不容易。
当系统需扩充时，不但要修改系统软件，而且也要更改硬件。
为了克服上述不足，人们提出了多种技术手段来满足DNC 技术的发展需求。
早期主要采用的两种方式如图1 所示。
第一种是DNC 主机通过多路串
口转换器实现与多台CNC 机床的通信（图1（a）），但存在结构复杂、成本高、可靠性低等不利因素。
第二种是DNC 主机通过智能多串口卡分别连结多台CNC 机床（图1（b）），其结构连结虽然简单，但需开发智能通信软件，提高了成本。
图1 点到点连接的DNC 系统。