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什么是串口通信及其工作原理?

更新时间:2019-01-09

  什么是串口通讯?

  在串行通信中,数据是以二进制脉冲的形式发送的。换句话说,我们可以说二进制1表示逻辑高电平或5伏特,0表示逻辑低电平或0伏特。串行通信可以采用多种形式,具体取决于传输模式和数据传输的类型。该传输模式被归类为单工,半双工和全双工。每种传输模式都有一个发送器和接收器。

  传输模式 - 串行通信

  单工是指单向通信技术。只有一个客户端(发送方或接收方同时处于活动状态)。如果发送者发送,接收者只能接受。电视通信就是单工模式,电视台发送,电视接收。

  在半双工模式下,发送方和接收方都处于活动状态,但不是同时处于活动状态,即如果发送方发送,接收方可以接受但不能发送,反之亦然。互联网就是一个很好的例子。如果笔记本电脑发送对web页面的请求,web服务器将处理应用程序并发回信息。

  全双工模式在世界上被广泛使用的通信。这里发送方和接收方都可以同时发送和接收。一个例子是你的智能手机。

  数据传输可以通过两种方式进行。它们是串行通信和并行通信。串行通信是一种用于使用双线即发送器(发送器)和接收器逐位发送数据的技术。

  串行和并行通信之间的区别

  串行通信一次只发送一位。因此,这些需要更少的I / O(输入 - 输出)线。因此,占用更少的空间并且更能抵抗串扰。串行通信的主要优点是,整个嵌入式系统的成本变得便宜并且可以长距离传输信息。串行传输用于DCE(数据通信设备)设备,如调制解调器。

  在并行通信中,一次发送一块数据(8,16或32位)。因此,每个数据位都需要一个单独的物理I / O线。并行通信的优点是速度快但缺点是它使用了更多的I / O(输入 - 输出)线。并行传输用于PC(个人计算机),用于互连CPU(中央处理单元),RAM(随机存取存储器),调制解调器,音频,视频和网络硬件。

  注意:如果您的集成电路或处理器支持较少量的输入/输出引脚,则最好选择串行通信。

  口通讯如何工作?

  微控制器和微处理器等高级CPU 利用串行通信与外部世界以及芯片外围设备进行通信。为了熟悉,让我们举一个简单的例子。假设您想将笔记本电脑中的文件发送到智能手机。你会怎么发送?可能使用蓝牙或WiFi协议,对。

  因此,以下是建立串行通信的步骤

  添加连接

  在第一步中,您的笔记本电脑将搜索100米附近的设备,并列出找到的设备。此过程通常称为漫游。

  选择要通信的设备

  要连接到您的手机,必须完成配对。软件中已存在默认配置。因此无需手动配置波特率。除此之外,还有四个未知的规则。它们是波特率,数据位选择(成帧),起止位和奇偶校验。

  串口常见协议

       RS232协议

  RS232是第一个用于连接电话调制解调器的串行协议。RS代表推荐标准,现在它已改为EIA(电子工业联盟)/ TIA(电信工业协会)。

  它还用于调制解调器,鼠标和CNC(计算数字计算)机器。您只能将单个发射器连接到单个接收器。

  它支持全双工通信,允许波特率高达1Mbps。

  电缆长度限制在50英尺。

  如您所知,存储在内存中的数据采用字节形式。您可能会怀疑字节数据如何转换为二进制位?答案是串口。

  串口有一个叫做UART的内部芯片。UART是通用异步接收器发送器的首字母缩写,它将并行数据(字节)转换为按位串行形式。

  RS232串口有九个脚,分公母头。RS 232C串行通信接口是RS232的后续版本。

  RS232中的所有功能都存在于RS232C型号中,但它有25个引脚。在25或9个引脚中,我们仅使用三个引脚来连接终端设备。

  RS422接口

  我们可以使用RS232仅传输高达1Mpbs的数据。为了克服这个问题,就出现了RS422。RS422是一款多点串行接口。我们可以使用单总线一次将10个发射器连接到10个接收器。它使用两根双绞线电缆(差分配置)发送数据。电缆长度为4000英尺,波特率为10Mbps。

  RS485接口

  RS485是业界首选的协议。与RS422不同,您可以在差分配置中连接32个线路驱动器和32个接收器。发射器也称为线路驱动器。但是,一次只有一个发送器处于活动状态。

  结论

  串口通信是电子设备和嵌入式系统领域的重要组成部分。如果两个设备想要在同一总线上交换信息,则数据传输速率至关重要。因此,有必要为任何应用选择有效的串行协议。

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