串行通信和并行通信的详解
串行通信和并行通信
MCS-51 串行I／O接口的基本工作是：发送时，将CPU送来的并行数据转换成一定格式的串行数据，从引脚TXD上按规定的波特率逐位输出；接收时，要监视引脚 RXD，一旦出现起始位“0”，就将外围设备送来的一定格式的串行数据转换成并行数据，等待CPU读入。
串行通信和并行通信
[] [] Biblioteka 计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。
一组信息（通常是字节）的各位数据被同时传送的通信方法称为并行通信。并行通信依靠并行I／O接口实现。并行通信速度快，但传输线根数多，只适用于近距离（相距数公尺）的通信。
一组信息的各位数据被逐位顺序传送的通信方式称为串行通信。串行通信可通过串行接口来实现。串行通信速度慢，但传输线少，适宜长距离通信。
2. 信息传送方向
根据信息的传送方向，串行通信可以进一步分为单工、半双工和全双工3种。信息只能单方向传送称为单工；信息能双向传送，但不能同时双向传送称为半双工；能够同时双向传送则称为全双工。
MCS-5l单片机有一个全双工串行口。全双工的串行通信只需要一根输出线（TXD）和一根输入线（RXD）
波特率
串行通信和并行通信的区别
1.串行通信和并行通信的区别2.通信的方式3.Rs232协议4.51单片机通信的硬件连接5.软件编写串口程序通讯两个设备之间的交流通信：并行通信和串行通信并行通信在同一时刻发送多位数据串行通信用一根线在不同的时刻发送8位数据并行通信优点发送速度快缺点传输距离短资源占用多串行通信优点传输距离远占用资源少缺点发送速度慢通信的方式1.单工通信只能接受或者发送收音机遥控器2.半双工通信在同一时刻只能发送或者接收对讲机3.全双工通信在同一时刻既能接收又能发送电话4.协议数据发送的格式Rs232协议：例如：发送8位数据0x12；发送数据之前先发送一个开始位开始位+数据位+奇偶校验位+停止位开始位1位低电平数据位5~8位用的最多的是8位奇偶校验位1位停止位1~2位1位1.5位2位奇偶校验奇校验通过查看数据中1的个数例如选择奇校验发送的数据为010111101的个数为基数那么奇偶校验位为0如果发送的数据位101010101的个数为偶数那么奇偶校验位为1发送方通过发送数据中1的个数，如果为奇数，那么奇偶校验位位0否则为1接收方当接收到数据，通过查看数据中1的个数+奇偶校验位1的个数如果为奇数，代表数据发送成功，否则失败停止位1位2位1.5位数字芯片时间通过时钟脉冲1位=1个脉冲2位=2个脉冲1.5位=1.5个脉冲3.串口的硬件连接4.51单片机中的硬件连接图1.ttl电平0 0v~1.5v1 2.5~5v2.把ttl电平转化为cmos电平0 5v~12v1-5v~-12v通过max232转化ttl电平转化为cmos电平5.软件控制51单片机中包含一个串口1.波特率例如1s可以发送100帧数据1帧数据包含10位那么波特率=10*100=1000bit/s设备1s中发送的位数单片机的波特率位96002.串口控制寄存器sconSCON 8位寄存器D7~D6 SM0 SM1代表的是串口工作模式00代表的是串口只是一个8位移位寄存器01代表的是一个一帧信息为10位的串口‘用的最多10 11 代表的是一个一帧信息为11位的串口10位包含开始位+8位数据位+一位停止位D4 ren 代表的是数据接收使能位1：代表的是可以接受否则不能接受D0：RI: 接收标志位如果接受到数据那么RI为1 否则为D1 TI:发送标志位如果发送完数据那么标志位位1否则为001 0 1 0 0 0 0 01010000 0x50PCON 电源控制寄存器最高位smod 代表时钟频率是否加倍产生波特率通过T1定时器来产生T1工作在方式2下并且Th1=0xfd tl1=0xfd软件编程1.初始化串口1.1设置波特率1.2启动SCON1.3启动定时器12.回显1.单片机等待接收数据2.接收到数据再把数据发送给电脑作业：1.串口实现回显功能2.串口去控制LED灯发送1 LED1点亮发送2 LED2 点亮…………….发送7 LED7点亮发送$ 全部熄灭扩展实现流水灯。
串行通信与并行通信技术的比较分析
串行通信与并行通信技术的比较分析一、引言在信息通信领域，串行通信与并行通信技术是两种常见的数据传输方式。
作为通信技术的基础，它们在不同的应用领域中发挥着重要作用。
本文将对串行通信和并行通信技术进行比较分析，探讨它们各自的优缺点和适用场景。
二、串行通信技术串行通信指的是将数据按照顺序位逐个地传输，即一个位一个地进行传输的方式。
串行通信技术利用了线路稳定的优势，常用于远距离通信或者光纤通信中。
其主要特点有以下几点：1. 简单可靠：串行通信只需要两根传输线路用于发送和接收，并且不会出现并发的现象，使得电路设计和调试相对简单。
此外，串行通信在传输时不会出现时序问题，更容易实现可靠性通信。
2. 传输速率相对较慢：由于串行通信是按位传输，它的传输速率相对较慢。
因此，当需要传输大量数据时，串行通信可能会显得效率较低。
3. 适用于长距离传输：串行通信技术可以通过扩展传输线路的长度来实现长距离传输。
这使得串行通信在远距离通信中得到广泛应用。
三、并行通信技术并行通信是指通过多条线路同时传输数据，即一次性传输多个位的数据。
与串行通信相比，它具有以下特点：1. 高传输速率：由于并行通信同时传输多个位的数据，因此它的传输速率较高。
这使得并行通信在需要快速传输大量数据的场景下得到广泛应用，比如计算机内部的数据传输。
2. 复杂的设计和调试：并行通信涉及多条传输线路的设计和调试，因此其硬件实现相对复杂。
并且，在高速并行通信中，也需要处理时序和同步等问题，加大了设计的复杂度。
3. 信号传输受限：由于并行通信需要较多的传输线路，信号传输的质量可能受到限制。
长距离传输时，信号衰减和时序偏移等问题可能导致通信质量下降。
四、串行通信与并行通信的对比在不同的应用场景下，串行通信和并行通信各有优势。
根据具体需求，选择合适的通信技术可以提高通信效率和可靠性。
1. 数据传输量：当需要传输大量数据时，串行通信可能显得效率低下，而并行通信能够充分利用多条线路的传输能力，实现高速的数据传输。
数据通信的类型及原理
数据通信的类型及原理
数据通信的类型主要有以下几种：
1. 串行通信：在串行通信中，数据在一个接口上一位一位地传输，即一次只发送/接收一位。
常见的串行通信协议包括RS-232、USB、SPI和I2C等。
2. 并行通信：在并行通信中，数据以多位同时传输。
每个接口上有对应的数据线，每条数据线承载一个位的数据。
并行通信的主要特点是传输速度快，但要求数据线的数量较多。
常见的并行通信接口包括并行打印口、IDE接口和系统总线接口等。
3. 无线通信：无线通信是一种将数据通过无线电波传输的通信方式。
无线通信可以分为远距离无线通信和近距离无线通信。
远距离无线通信包括蜂窝网络通信（如4G、5G）、卫星通信等；近距离无线通信包括蓝牙、Wi-Fi、NFC等。
数据通信的原理是通过传输介质将数据从发送方传输到接收方。
在串行通信中，数据通过一个线路逐位传输，发送方将数据按位依次发送，接收方按照相同的顺序逐位接收。
在并行通信中，数据的各个位同时通过多条数据线传输。
在无线通信中，数据通过无线电波以电磁信号的形式传输，发送方的电子设备将数据转换为电磁信号发送，接收方的电子设备接收并解码电磁信号重新获取数据。
无论是哪种通信方式，数据通信都需要发送方和接收方之间达成一致的通信协议，包括
数据格式、传输速率、错误检测和纠错等。
通信教程概述并行与串行通信的区别
通信教程概述并行与串行通信的区别嵌入式电子设备之间互相通信已经非常普遍，通信的方式主要分为两类：并行和串行。
1并行通信并行是指多比特数据同时通过并行线进行传送，这样一次性可以传输更多的数据。
但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。
并行接口同时传输多个位。
它们通常需要数据总线（八、十六或更多线路），以1和0的编码传输数据。
如下图：使用9线的并行通信，由时钟控制的8位数据总线，每个时钟脉冲发送一个字节。
并行通信主要特点：1.各数据位同时传输，传输速度快、效率高，多用在实时、快速的场合。
2.并行通信不能长距离通信，抗干扰能力差。
2串行通信串行通信作为计算机通信方式之一，主要起到主机与外设以及主机之间的数据传输作用。
串行通信分为：同步和异步通信。
1.同步通信同步通信一般有一个同步时钟，如下图，一根数据线，一根时钟线。
一个时钟传输一个Bit位。
我们常见的SPI、I2C等就是串行同步通信。
2.异步通信异步通信中，在异步通信中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。
数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送，是通过双方约定好的波特率进行数据传输。
假如双方波特率不一致，则接收到数据就是乱码。
我们常见的UART、CAN等就是串行异步通信。
3.串行异步通信UART这里在进一步讲述常见的串行异步通信：UART。
内置规则：•波特率•数据位•同步位•奇偶校验位波特率常规波特是1200、2400、4800、19200、38400、57600和115200 bps数据位每个数据包中的数据量可以设置为5到9位，通常为8位。
同步位同步位是与每个数据块一起传送的两个或三个特殊位。
它们是起始位和停止位。
奇偶校验位奇偶校验是一种非常简单的错误检查方式。
它有两种：奇数或偶数。
4.UART两设备连线这种发送和接收数据的串行接口是全双工（双向都可以发送，也可以接收）。
5.举例9600波特，8个数据位，无奇偶校验和1个停止位。
串行通信和并行通信的详解
串行通信
通信双方使用一根或两根数据信号线相连,同一 时刻,数据在一根数据信号线上一位一位地顺序 传送,每一位数据都占据一个固定的时间长度. 与并行通信相比,串行通信的优点是传输线少、 成本低、适合远距离传送及易于扩展.缺点是速 度慢、传输时间长等. 如计算机上常用的COM设备、USB设备和网络 通信等设备都采用串行通信.
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并行通信
以字节Byte或字节的倍数为传输单位 一次传送一个或一个以上字节的数据,数据的各 位同时进行传送 适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量 和快速的信息交换.计算机的各个总线传输数据 时就是以并行方式进行的. 并行通信的特点就是传输速度快,但当距离较远、 位数较多时,通信线路复杂且成本高.
半双工通信方式类似对讲机,某时刻A发送B接
收,另一时刻B发送A接收,双方不能同时进行发送
A 和接收.
B
A
K
K
a)单工通信b方 )半 式双工通
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图c为全双工通信方式Full Duplex.在这种方式 中,分别用2根独立的传输线来连接发送方和接 收方,A、B既可同时发送,又可同时接收.
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外同步
外同步通信的数据格式中没有同步字符,而是用 一条专用控制线来传送同步字符,使接收端及发 送端实现同步.当每一帧信息结束时均用两个字 节的循环控制码CRC为结束.
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②面向比特型的数据格式 根据同步数据链路控制规程SDLC,面向比特型 的数据每帧由六个部分组成.
第一部分是开始标志7EH； 第二部分是一个字节的地址场； 第三部分是一个字节的控制场； 第四部分是需要传送的数据,数据都是位bit的集 合； 第五部分是两个字节的循环控制玛CRC； 最后部分又是7EH,作为结束标志.
简述并行、串行、异步、同步通信原理
标题：并行、串行、异步、同步通信原理解析一、介绍并行、串行、异步、同步通信的概念1. 并行通信：指多个数据信号在同一时刻通过不同的传输路径传输，在数据传输过程中，多个信号可以同时进行传输，从而提高数据传输效率。
2. 串行通信：指数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输，在数据传输过程中，数据信号只能依次进行传输，适用于长距离传输和节约传输线路资源。
3. 异步通信：指数据传输时没有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输，需要通过起始位和停止位来标识数据的起始和结束。
4. 同步通信：指数据传输时需要有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输，需要通过时钟信号进行同步。
二、并行通信的原理及特点1. 原理：多个数据信号同时通过不同的传输路径传输。
2. 特点：1) 传输速度快：由于多个数据信号同时进行传输，因此传输速度相对较快。
2) 传输距离有限：由于多条传输路径之间的信号相互干扰，因此传输距离相对较短。
3) 成本较高：需要多条传输路径和大量的接口，成本相对较高。
三、串行通信的原理及特点1. 原理：数据信号按照顺序一个接一个地通过同一传输路径传输。
2. 特点：1) 传输速度慢：由于数据信号只能依次进行传输，因此传输速度相对较慢。
2) 传输距离远：适用于长距离传输，可以节约传输线路资源。
3) 成本较低：只需要一条传输路径和少量的接口，成本相对较低。
四、异步通信的原理及特点1. 原理：数据传输时没有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照不规则的时间间隔传输。
2. 特点：1) 灵活性高：数据传输时间不固定，可以根据实际需要进行调整。
2) 精度较低：由于没有固定的时钟信号，数据传输的精度相对较低。
3) 适用于短距离传输：由于数据传输精度较低，适用于短距离传输和数据量较小的情况。
五、同步通信的原理及特点1. 原理：数据传输时需要有固定的时钟信号，数据在发送方和接收方之间按照固定的时间间隔传输。
串行通信简介
串行通信简介一、并行通信与串行通信数据传输的两种方式为并行和串行。
并行通信传输中，一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，以字或字节为单位并行进行。
并行通信使用的通信线路多、成本高，另外由于线路长度增加时，干扰增加，数据也容易出错，所以并行方式不适宜远距离通信，工业上很少使用。
串行通信使用一条数据线，将数据一位接一位地按顺序依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度，只需要较少的通信线路就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信，工业上广泛使用。
二、同步通信与异步通信串行通信一般又分为同步通信和异步通信。
同步通信收发设备需要使用一根同步时钟信号线，在时钟信号的驱动下双方进行协调，同步数据。
例如，通信中双方通常会统一规定在时钟信号的上升沿（或下降沿）对数据线进行采样。
异步通信则不需要同步时钟信号，而是采用字符同步的方式，字符帧格式如图12-59所示。
图12-59 异步通信的字符帧格式发送的字符由1个低电平起始位、7或8个传送信息数据位、1个奇偶校验位（可以没有）、1或2个停止位组成。
通信双方需要对采用的字符帧格式和数据的传输速率做相同的约定。
异步通信传送的附加位（非有效传送信息）较多，传输效率低，但随着通信速率的提高，可以满足控制系统通信的要求。
S7-1200 PLC采用异步通信方式。
提示：串行通信中，波特率指的是数据传输速率，即每秒传送的二进制位数，其符号为bit/s或bps。
三、单工、半双工与全双工通信单工通信只支持数据在一个方向上传输，不能实现双向通信，例如电视、广播。
半双工通信允许数据在两个方向上传输，但同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。
在同一时间只可以有一方接收或发送信息，可以实现双向通信，如对讲机。
全双工通信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。
在同一时间可以同时接收和发送信息，实现双向通信，如电话通信。
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外同步
外同步通信的数据格式中没有同步字符，而是 用一条专用控制线来传送同步字符，使字节的循环控制码CRC为结束。
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②面向比特型的数据格式 根据同步数据链路控制规程（ SDLC），面向 比特型的数据每帧由六个部分组成。
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串行接口基本工作原理
串行发送时， CPU 通过数据总线把 8 位并行数 据送到数据输出寄存器，然后送给并行输入/串 行输出移位寄存器，并在发送时钟和发送控制 电路控制下通过串行数据输出端一位一位串行 发送出去。起始位和停止位是由串行接口在发 送时自动添加上去的。串行接口发送完一帧后 产生中断请求，CPU响应后可以把下一个字符 送到发送数据缓冲器。
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串行通信
通信双方使用一根或两根数据信号线相连，同 一时刻，数据在一根数据信号线上一位一位地 顺序传送，每一位数据都占据一个固定的时间 长度。 与并行通信相比，串行通信的优点是传输线少、 成本低、适合远距离传送及易于扩展。缺点是 速度慢、传输时间长等。 如计算机上常用的COM设备、USB设备和网络 通信等设备都采用串行通信。
奇偶 停止 起始 校验 位 位
7位数据
7位数据
0/1
0/1
1
0
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
1
0
0/1
0/1
0/1
0/1
„„
低位
高位
下降沿指出下一个字符的开始
a)数据字为7位ASCII码时的通信格式
第 n 个字符 第 n＋1 个字符
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起始
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奇偶 停止 起始
第 n-1 个字符
第 n 个字符
第 n＋1 个字符 奇偶 停止 起始 校验 位 位
奇偶 停止 起始 校验 位 位
7位数据
7位数据
在异步传送中，字符间隔不固定，在停止位后可 0/1 0/1 1 0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 0 0/1 0/1 0/1 0/1 „„ 以加空闲位，空闲位用高电平表示，用于等待发 送。这样，接收和发送可以随时进行，不受时间 低位 下降沿指出下一个字符的开始 高位 的限制。图b为有空闲位的情况。 a)数据字为7位ASCII码时的通信格式
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一、串行通信的相关概念 1 、串行通信的分类 （1）按照串行数据的同步方式分类 按照串行数据的同步方式，串行通信可以分为 同步通信和异步通信两类
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1）异步通信 在异步通信(Asynchronous Communication)方 式中，接收器和发送器使用各自的时钟，它们 的工作是非同步的。 在异步传送中，每一个字符要用起始位和停止 位作为字符开始和结束的标志，以字符为单位 一个个地发送和接收。
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D b)多终端全双工通信方式
2、串行接口 作用：串行通信中的数据是一位一位依次传送 的，而计算机中数据是并行传送的。因此，发 送端必须把并行数据变成串行才能传送，接收 端接收到的串行数据又需要变换成并行数据才 可以送给计算机。上述并→串或串→并的转换 既可以用软件实现，也可用硬件实现。 由于用软件实现会使CPU的负担增加，目前往 往用硬件（串行接口）完成这种转换。
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典型的异步通信格式如图所示。
第 n-1 个字符 第 n 个字符 第 n＋1 个字符 奇偶 停止 起始 校验 位 位 奇偶 停止 起始 校验 位 位 7位数据 7位数据
0/1
0/1
1
0
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
1
0
0/1
0/1
0/1
0/1
„„
低位
高位
下降沿指出下一个字符的开始
K K
A
a)单工通信方式
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b)半双工通信方式
图c为全双工通信方式（Full Duplex）。在这 种方式中，分别用 2 根独立的传输线来连接发 送方和接收方， A 、 B 既可同时发送，又可同 时接收。 全双工通信工方式类似电话机，双方可以 同时进行数据的发送和接收。
B K K A B
起始位用逻辑“0”低电平表示，停止位用逻辑“1” 高电平表示。
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图a所示为数据字为 7位的ASCII码，第8位是奇偶 校验位，加上起始位、停止位，一个字符帧由 10 位组成。形成帧信号后，字符便一个一个地进行 传送。
第 n-1 个字符 第 n 个字符 第 n＋1 个字符 奇偶 停止 起始 校验 位 位
第八章
数据通信
本章学习目标 了解通信的有关概念 掌握串行通信和并行通信的原理 掌握常见串行接口 (RS232/RS485/SPI/I2C) 的原理 及应用方法 掌握单片机并行接口的扩展方法
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§8.1 通信的有关概念
通信：计算机的 CPU 与外部设备之间，以及计 算机和计算机之间的信息交换。 通信分类：并行通信和串行通信
图8-1 异步通信的格式
异步传送时，每个字符的组成格式
首先用一个起始位表示字符的开始； 后面紧跟着的是字符的数据字，数据字通常是 7位或8位数据（低位在前，高位在后），在数 据字中可根据需要加入奇偶校验位； 最后是停止位，其长度可以是一位或两位。串 行传送的数据字加上成帧信号的起始位和停止 位就形成了一个串行传送的帧。
第 n 个字符 第 n＋1 个字符 起始 位 7位数据 奇偶 停止 校验 位 起始 位
空闲位
0
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
1
1
1
1
0
0/1
0/1
低位
高位
下降沿指出 下一个字符的开始
位的时间长度取决于波特率
b)有空闲位时的通信格式
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在异步数据传送中，通信双方必须约定好两项 事宜：
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波特率与比特率
波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单 位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单 位为波特(Baud)。 波特率与比特率的关系是比特率 = 波特率×单 个调制状态对应的二进制位数。 在信息传输通道中，携带数据信息的信号单元 叫码元，每秒钟通过信道传输的码元数称为码 元传输速率，简称波特率。波特率是传输通道 频宽的指标。
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①面向字符型的数据格式 面向字符型的同步通信数据格式可采用单同步、 双同步和外同步三种数据格式，如图所示。
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图8-2 面向字符型同步通信数据格式
单同步、双同步
单同步和双同步均由同步字符、数据字符和校 验字符CRC等三部分组成。
单同步是指在传送数据之前先传送一个同步字 符“ SYNC” ，双同步则先传送两个同步字符 “SYNC”。
a)数据字为7位ASCII码时的通信格式
第 n 个字符 第 n＋1 个字符
起始 位
7位数据
奇偶 停止 校验 位
空闲位
起始 位
0
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
1
1
1
1
0
0/1
0/1
低位
高位
下降沿指出 下一个字符的开始
位的时间长度取决于波特率
b)有空闲位时的通信格式
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串行接口基本工作原理
串行接收时，串行接口监视串行数据输入端， 并在检测到有一个低电平（起始位）时就开始 一个新的字符接收过程。串行接口每接收到一 位二进制数据位后就使接收移位寄存器（即串 行输入并行输出寄存器）左移一次，连续接收 到一个字符后将其并行传送到数据输入寄存器， 并产生中断促使CPU从中取走所接收的字符。
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（2）按照数据的传送方向分类
按照数据传送方向，串行通信可分为单工、半 双工和全双工三种方式。
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图a为单工通信方式（Simplex）。A为发送站， B为接收站，数据只能能由A发至B，而不能由 B传送到A。 单工通信类似无线电广播，电台发送信号， 收音机接收信号，收音机永远不能发送信号。
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图8-6 CPU与串行接口的连接
串行接口主要由4部分组成
数据输入寄存器。在输入过程中，串行数据一 位一位地从传输线进入串行接口的接收移位寄 存器，经过串入并出电路的转换，当接收完一 个字符之后，数据就从接收移位寄存器传送到 数据输入缓冲器，等待CPU读取。 数据输出寄存器。当CPU输出数据时，先送到 数据输出缓冲器，然后，数据由输出寄存器传 到发送移位寄存器，经过并入串出电路转换一 位一位地通过输出传输线送到外设。
A B A K
a)单工通信方式
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b)半双工
图b为半双工通信方式（Half Duplex）。数据 可以从A发送到B，也可以由B发送到A。不过， 由于使用一根线连接，发送和接收不可能同时 进行，同一时间只能作一个方向的传送，其传 送方向由收发控制开关K来控制。
半双工通信方式类似对讲机，某时刻 A发送 B 接收，另一时刻B发送A接收，双方不能同时进行 A B 发送和接收。B