串行接口简介
串行接口简介
串行接口（Serial port）简称串口，是计算机在与外围设备或者其他计算机连接进行数据传送时的一种常用接口方式。
串口通信的特点在于数据和控制信息室一位接一位地传送出去的，若出错则重新发送该位数据，由于每次只发送一位数据，其传输速度较慢，但因为干扰少，所以更适用于长距离传送。
串口已成为大多数计算机的标准配置之一，在许多普通计算机的接口中都能找到。用户只需增加一根连接线即可进行串口通信，不需要增添其他额外设备，所以在工业控制盒通信中得到了广泛的应用，但是一个串口只能与一个设备进行连接和通信，对于某些应用需求这是一个限制。
协议：
串口有多种通信标准和接口形式，如RS-232、RS-422、RS485等，各种形式接口的管脚数量和定义也不尽相同。其中最常用的修订版本是RS-232C。RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，定义是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。RS-232C是一个已制定很久的标准（RS表示推荐标准；232表示标识符；C表示修改次数），它描述了计算机及相关设备间较低速率的串行数据通信的物理接口及协议。
硬件：
EIA RS-232C标准串口常用于连接计算机、打印机和调制解调器等设备。在许多PC机的主板接口上都能找到他们的身影，这是一种D形接口，分别为25针和9针两种形式，如下图所示。
9针串口的9条连接线中包括2条数据线（TD和RD）、5条握手线（RTS、CTS、DSR、CD）、1条信号地线（SG）和1条振铃指示线（RI），这些引线足以包含大多数RS-232接口中使用的核心引线。25针串口是标准的RS-232接口，其引线除了包括RS-232的核心引线集外，还可覆盖标准中规定的所有信号。
我们的实验中，要使用串口COM1进行自收发实验。我们将串口COM1 的2脚和3脚短路。则由2脚发送的数据会立即传送到3脚。用示波器监视2、3脚的连线，即可观察串口所发送的信号（注意：示波器还要连接信号地）。当进行COM2和COM3两个串口通信实验时，两个串口的连接为
数字逻辑定义：
串口中传输的是数字信号。但其逻辑的定义与此前所介绍的TTL信号（3~5V：逻辑"1"，0~0.8V：逻辑"0"）有别。计算机主板所配置的串口一般为RS232电平的串口（EIA RS-232C）。其电平逻辑的定义如下图（+3~+15V：逻辑"0"，-3~-15V：逻辑"1"）。
在RTS、CTS、DSR、DTR等控制线上：
信号有效（接通，ON状态，正电压）=+3V～+15V
信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V～-15V
EIA RS-232C 与TTL转换：EIA RS-232C 是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA RS-232C 与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。
通信字符帧：
使用串口进行通信时，每个字符帧代表一个要传送的字符，为了保证数据传送的完整性，一个字符帧一般由以下几部分按顺序组成。
●起始位：表示字符帧的起始位置，占1bit；
●数据位：表示字符数据的内容，大小由数据位指定；
●校验位：表示是否使用奇偶校验方法保证传送的可靠性，占1bit。奇偶校验是一种校验
代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。奇校验：就是让原有数据序列中（包括你要加上的一位）1的个数为奇数；如1000110（0）你必须添0这样原来有3个1已经是奇数了，所以你添上0之后1的个数还是奇数个。偶校验：就是让原有数据序列中（包括你要加上的一位）1的个数为偶数。如1000110（1）你就必须加1了这样原来有3个1，要想1的个数为偶数就只能添1了。
●终止位：表示字符帧的终止，附加于末尾，大小由终止位数指定。
一个典型的串口通信字符帧如下图。
串口配置：
进行通信前，需要了解以下几个参数的意义和设置方法：
●波特率（Baud Rate）：每秒通过串口传送的数据bit数；
●数据位数（Data Bits）：用来指定数据位的bit位数；
●奇偶校验（Parity）：表示是否使用奇偶校验方法保证传送的可靠性；
●流控制（Flow Control）：表示是使用什么方式的流控制。硬件流控使用串行电缆控制线
上的电压信号来控制数据的发送和接收。软件流控使用数据流中的两个特殊的字符，XOFF和XON，来控制数据的接收和发送。
●终止位数（Stop Bits）：用来附加在字符帧末尾的终止信号位数。
我们实验中采用的配置为：波特率9600，数据位8位，终止位数1位，无奇偶校验，无流控制。
cc2530串口UART0通信实验(20200627130016)
/********************* 头文件*************************************************/ #include 串行接口简介 串行接口（Serial port）简称串口，是计算机在与外围设备或者其他计算机连接进行数据传送时的一种常用接口方式。 串口通信的特点在于数据和控制信息室一位接一位地传送出去的，若出错则重新发送该位数据，由于每次只发送一位数据，其传输速度较慢，但因为干扰少，所以更适用于长距离传送。 串口已成为大多数计算机的标准配置之一，在许多普通计算机的接口中都能找到。用户只需增加一根连接线即可进行串口通信，不需要增添其他额外设备，所以在工业控制盒通信中得到了广泛的应用，但是一个串口只能与一个设备进行连接和通信，对于某些应用需求这是一个限制。 协议： 串口有多种通信标准和接口形式，如RS-232、RS-422、RS485等，各种形式接口的管脚数量和定义也不尽相同。其中最常用的修订版本是RS-232C。RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，定义是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。RS-232C是一个已制定很久的标准（RS表示推荐标准；232表示标识符；C表示修改次数），它描述了计算机及相关设备间较低速率的串行数据通信的物理接口及协议。 硬件： EIA RS-232C标准串口常用于连接计算机、打印机和调制解调器等设备。在许多PC机的主板接口上都能找到他们的身影，这是一种D形接口，分别为25针和9针两种形式，如下图所示。 9针串口的9条连接线中包括2条数据线（TD和RD）、5条握手线（RTS、CTS、DSR、CD）、1条信号地线（SG）和1条振铃指示线（RI），这些引线足以包含大多数RS-232接口中使用的核心引线。25针串口是标准的RS-232接口，其引线除了包括RS-232的核心引线集外，还可覆盖标准中规定的所有信号。 Overview The MCS?-51 family contains a flexible set of microcontrollers. These 8-bit embedded controllers have different features such as on-chip program memory, data RAM and some even have integrated A/D converters. One feature that all of the microcontrollers in the MCS?-51 family have in common is an integrated UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). This guide has been designed so that any programmer with basic microcontroller experience can learn how to use the general features of the on-chip UART in a MCS?-51 microcontroller. This document has been created and designed in response to repeated inquires on the usage of the serial port. Working examples have been included and explained to ease the learning process. The serial port can operate in 4 modes: Mode 0: TXD outputs the shift clock. In this mode, 8 bits are transmitted and received by the same pin, RXD. The data is transmitted starting with the least significant bit first, and ending with the most significant bit. The baud rate is fixed at 1/12 the oscillator frequency. Mode 1: Serial data enters through the RXD pin and exits through the TXD pin. In this mode, a start bit of logic level 0 is transmitted then 8 bits are transmitted with the least significant bits first up to the most significant bit; following the most significant bit is the stop bit which is a logic 1. When receiving data in this mode, the stop bit is placed into RB8 in the SFR (Special Function Register) SCON. The baud rate is variable and is controlled by either timer 1 or timer 2 reload values. Mode 2: Serial data enters through the RXD pin and exits through the TXD pin. In this mode, a total of 11 bits are transmitted or received starting with a start bit of logic level 0, 8 bits of data with the least significant bit first, a user programmable ninth data bit, and a stop bit of logic level 1. The ninth data bit is the value of the TB8 bit inside the SCON register. This programmable bit is often used for parity information. The baud rate is programmable to either 1/32 or 1/64 of the oscillator frequency. Mode 3: Mode three is identical to mode 2 except that the baud rate is variable and is controlled by either timer 1 or timer 2 reload values. For more detailed information on each serial port mode, refer to the "Hardware Description of the 8051, 8052, and 80c51." in the 1993 Embedded Microcontrollers and Processors (270645). Application Note Specifications subject to change without notice, contact your sales representatives for the most recent information. UART 功能使用方法 1 適用產品：SM59R16A 2 / SM59R08A2 2 UART 使用概述： 2.1 提供兩組串通訊列埠 （UART0, UART1） 2.2 每一組UART 分別有獨立的緩衝記憶體，且傳送及接收則是共用． UART0 使用S0BUF UART1 使用S1BUF 當執行資料接收時，必須在前一筆資料完成執行工作後，否則會造成資料流失的問題；可由送傳中斷旗標或接收中斷旗標判斷是否完成執行工作的狀態． 2.3 當使用串通訊列埠時，系統時脈來源建議使用外部晶振．由於內部晶振頻率的誤差約為+5%，當 使用串通訊列埠時，系統時脈必須要求晶振頻率的誤差約為+2%． 3 以下說明與UART 相關的特殊控制暫存器及特殊狀態暫存器 Special Function Register (SFR) Mnemonic Description Direct Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 RESE T Serial interface 0 and 1 PCON Power control 87h SMOD MDUF - PMW - - STOP IDLE 00h BRGS Baud rate generator switch D8h BRS - - - - - - - 00h S0CON Serial Port 0 control register 98h SM0 SM1 SM20REN0TB80 RB80 TI0 RI0 00h S0RELL Serial Port 0 reload register low byte AAh S0REL .7 S0REL .6 S0REL .5 S0REL .4 S0REL .3 S0REL .2 S0REL .1 S0REL .0 00h S0RELH Serial Port 0 reload register high byte BAh - - - - - - S0REL .9 S0REL .8 00h S0BUF Serial Port 0 data buffer 99h S0BUF[7:0] 00h S1CON Serial Port 1 control register 9Bh SM - SM21REN1TB81 RB81 TI1 RI1 00h S1RELL Serial Port 1 reload register low byte 9Dh S1REL .7 S1REL .6 S1REL .5 S1REL .4 S1REL .3 S1REL .2 S1REL .1 S1REL .0 00h S1RELH Serial Port 1 reload register high byte BBh - - - - - - S1REL .9 S1REL .8 00h S1BUF Serial Port 1 data buffer 9Ch S1BUF[7:0] 00h 2.5 UART串口通信设计实例（1） 接下来用刚才采用的方法设计一个典型实例。在一般的嵌入式开发和FPGA设计中，串口UART是使用非常频繁的一种调试手段。下面我们将使用Verilog RTL编程设计一个串口收发模块。这个实例虽然简单，但是在后续的调试开发中，串口使用的次数比较多，这里阐明它的设计方案，不仅仅是为了讲解RTL编程，而且为了后续使用兼容ARM9内核实现嵌入式开发。 串口在一般的台式机上都会有。随着笔记本电脑的使用，一般会采用USB转串口的方案虚拟一个串口供笔记本使用。图2-7为UART串口的结构图。串口具有9个引脚，但是真正连接入FPGA开发板的一般只有两个引脚。这两个引脚是：发送引脚TxD和接收引脚RxD。由于是串行发送数据，因此如果开发板发送数据的话，则要通过TxD线1 bit接着1 bit 发送。在接收时，同样通过RxD引脚1 bit接着1 bit接收。 再看看串口发送/接收的数据格式（见图2-8）。在TxD或RxD这样的单线上，是从一个周期的低电平开始，以一个周期的高电平结束的。它中间包含8个周期的数据位和一个周期针对8位数据的奇偶校验位。每次传送一字节数据，它包含的8位是由低位开始传送，最后一位传送的是第7位。 这个设计有两个目的：一是从串口中接收数据，发送到输出端口。接收的时候是串行的，也就是一个接一个的；但是发送到输出端口时，我们希望是8位放在一起，成为并行状态（见图2-10）。我们知道，串口中出现信号，是没有先兆的。如果出现了串行数据，则如何通知到输出端口呢？我们引入“接收有效”端口。“接收有效”端口在一般情况下都是低电平，一旦有数据到来时，它就变成高电平。下一个模块在得知“接收有效”信号为高电平时，它就明白：新到了一个字节的数据，放在“接收字节”端口里面。 RS232接口是标准串行接口，其通讯距离小于15 m，传输速率小于20 kb／s。RS232标准是按负逻辑定义的，他的“1”电平在－5～－15 V之间，“0”电平在＋5～＋15 V之间。虽然RS232应用很广，但由于数据传输速率慢，通讯距离短，特别是在100 m以上的远程通讯中难以让人满意，因此通常采用RS422，RS449，RS423及RS485等接口标准来实现远程通讯。RS485標準的通信最長距離是1200米(4000英呎)，或是最多並聯32個通信單元， RS-232、RS-422与RS-485标准及应用 一、RS-232、RS-422与RS-485的由来 RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制 订并发布的，RS-232在1962年发布，命名为EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品 之间的兼容。RS-422由RS-232发展而来，它是为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232 通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s， 传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接 收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标 准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向 通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保 护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。由于EIA提出的建议标准都是 以“RS”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。 RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或 协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。因此在视频界的应用，许多厂家都建 立了一套高层通信协议，或公开或厂家独家使用。如录像机厂家中的Sony与松下对录像机的 RS-422控制协议是有差异的，视频服务器上的控制协议则更多了，如Louth、Odetis协议是公 开的，而ProLINK则是基于Profile上的。 二、RS-232串行接口标准 目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低 速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯 图1 收、发端的数据信号是相对于信号地，如从DTE设备发出的数据在使用DB25连接器时是2 脚相对7脚（信号地）的电平，DB25各引脚定义参见图1。典型的RS-232信号在正负电平之间 摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5～+15V，负电平在-5～-15V电平。当无 数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回 TTL电平。接收器典型的工作电平在+3～+12V与-3～-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为 2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15 米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱 动器负载为3～7kù。所以RS-232适合本地设备之间的通信。其有关电气参数参见表1。 规定RS232 RS422 R485 工作方式单端差分差分 节点数1收、1发1发10收1发32收 最大传输电缆长度50英尺400英尺400英尺 最大传输速率20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s 最大驱动输出电压+/-25V -0.25V～+6V -7V～+12V 驱动器输出信号电平 负载+/-5V～+/-15V +/-2.0V +/-1.5V 表1 第七章MCS-51单片机串行接口 第一节串行通信的基本概念 (一)学习要求 1．掌握串行通信的基本概念。 2. 掌握异步通信和同步通信的区别。 （二）内容提要 一：基本概念及分类 串行通信是将数据的各位一位一位地依次传送。适合于计算机之间、计算机与外部设备之间的远距离通信。 串行通信从传输方式分为： 单工方式、半双工方式、全双工方式。 从接收方式来说，串行通信有两种方式： 异步通信方式、同步通信方式。 二：串行口的功能 MCS－51单片机中的异步通信串行接口能方便地与其他计算机或传送信息的外围设备（如串行打印机、CPU终端等）实现双机、多机通信。 串行口有4种工作方式，见表7－1。方式0并不用于通信，而是通过外接移位寄存器芯片实现扩展并行I／O接口的功能。该方式又称为移位寄存器方式。方式1、方式2、方式3都是异步通信方式。方式1是8位异步通信接口。一帧信息由10位组成，其格式见图7－2a。方式1用于双机串行通信。方式2、方式3都是9位异步通信接口、一帧信息中包括9位数据，1位起始位，1位停止位，其格式见图７－2b。方式2、方式3的区别在于波特率不同，方式2、方式3主要用于多机通信，也可用于双机通信。 表7-1 （三）习题与思考题 １、什么是并行通信？什么是串行通信？各有何优缺点？ 答：并行通信指数据的各位同时传输的通信方式，串行通信是指各位数据逐位顺序传输的通信方式。 ２、什么是异步通信？什么是同步通信？各有何优缺点？ ３、什么是波特率？某异步串行通信接口每分钟传送1800个字符，每个字符由11位组成，请计算出传送波特率。 第二节MCS-51串行接口的组成 (一)学习要求 几种串行通信接口标准详解 在数据通信、计算机网络以及分布式工业控制系统中，经常采用串行通信来交换数据和信息。1969年，美国电子工业协会(EIA)公布了RS-232C作为串行通信接口的电气标准，该标准定义了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)间按位串行传输的接口信息，合理安排了接口的电气信号和机械要求，在世界范围内得到了广泛的应用。但它采用单端驱动非差分接收电路，因而存在着传输距离不太远(最大传输距离15m)和传送速率不太高(最大位速率为20Kb/s)的问题。远距离串行通信必须使用Modem，增加了成本。在分布式控制系统和工业局部网络中，传输距离常介于近距离(＜20m＝和远距离(＞2km)之间的情况，这时RS-232C（25脚连接器）不能采用，用Modem又不经济，因而需要制定新的串行通信接口标准。 1977年EIA制定了RS-449。它除了保留与RS-232C兼容的特点外，还在提高传输速率，增加传输距离及改进电气特性等方面作了很大努力，并增加了10个控制信号。与RS-449同时推出的还有RS-422和RS-423，它们是RS-449的标准子集。另外，还有RS-485，它是RS-422的变形。RS-422、RS-423是全双工的，而RS-485是半双工的。 RS-422标准规定采用平衡驱动差分接收电路，提高了数据传输速率(最大位速率为10Mb/s)，增加了传输距离(最大传输距离1200m)。 RS-423标准规定采用单端驱动差分接收电路，其电气性能与RS-232C几乎相同，并设计成可连接RS-232C和RS-422。它一端可与RS-422连接，另一端则可与RS-232C连接，提供了一种从旧技术到新技术过渡的手段。同时又提高位速率(最大为300Kb/s)和传输距离(最大为600m)。 因RS-485为半双工的，当用于多站互连时可节省信号线，便于高速、远距离传送。许多智能仪器设备均配有RS-485总线接口，将它们联网也十分方便。 串行通信由于接线少、成本低，在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用，产品也多种多样 一.RS-232-C详解 串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。所以，以RS-232C为主来讨论。RS-323C标准是美国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。 在讨论RS-232C接口标准的内容之前，先说明两点： 首先，RS-232-C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据通信设备DCE（Data Communication Equipment)而制定的。因此这个标准的制定，并未考虑计算机系统的应用要求。但目前它又广泛地被借来用于计算机（更准确的说，是计算机接口）与终端或外设之间的近端连接标准。显然，这个标准的有些规定及和计算机系统是不一致的，甚至是相矛盾的。有了对这种背景的了解，我们对RS-232C 标准与计算机不兼容的地方就不难理解了。 其次，RS-232C标准中所提到的“发送”和“接收”，都是站在DTE立场上，而不是站在DCE的立场来定义的。由于在计算机系统中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两者都 串口叫做串行接口，也称串行通信接口，按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。USB是近几年发展起来的新型接口标准，主要应用于高速数据传输领域。 RS-232-C：也称标准串口，是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座。后来的PC上使用简化了的9芯D型插座。现在应用中25芯插头座已很少采用。现在的电脑一般有两个串行口：COM1和COM2，你到计算机后面能看到9针D形接口就是了。现在有很多手机数据线或者物流接收器都采用COM口与计算机相连。 RS-422：为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。 RS-485：为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准。 Universal Serial Bus（通用串行总线)简称USB，是目前电脑上应用较广泛的接口规范，由Intel、Microsoft、Compaq、IBM、NEC、Northern Telcom等几家大厂商发起的新型外设接口标准。USB接口是电脑主板上的一种四针接口，其中中间两个针传输数据，两边两个针给外设供电。USB接口速度快、连接简单、不需要外接电源，传输速度12Mbps， I2C串行总线通信原理 采用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容易。 常用的串行扩展总线有：I2C （Inter IC BUS）总线、单总线（1－WIRE BUS）、SPI（Serial Peripheral Interface）总线等。本章仅讨论I2C串行总线。 一、IIC概述 IIC(Inter-Integrated Circuit)总线，许多文献写作I2C，主要用于同一电路板内各集成电路模块(IC)之间的连接。IIC采用双向2线制串行数据传输方式，简化IC之间的通信连接。IIC协议是PHILIPS公司于二十世纪八十年代初提出，其后，PHILIPS和其他厂商提供了种类丰富的IIC兼容芯片。目前，IIC总线标准已经成为世界性的工业标准。各大半导体公司推出了大量的带有IIC接口的芯片，如RAM、EEPROM、Flash ROM、A/D、D/A转换、 LED/LCD驱动、I/O接口、实时时钟等。 二、IIC总线特点 在硬件结构上，它采用数据(SDA)和时钟(SCL)两根线来完成数据的传输及外围器件的扩展，任何一个具有IIC总线接口的外围器件，不论其功能差别有多大，都具有相同的电气接口，因 此都可以挂接在总线上，使其连接方式变得十分 简单。 对各器件的寻址是软寻址方式，因此节点上没有必须的片选线，器件地址给定完全取决于器件 类型与单元结构，这也简化了IIC系统的硬件连接。 另外IIC总线能在总线竞争过程中进行总线控制权的仲裁和时钟同步，并且不会造成数据丢失，因此由IIC总线连接的多机系统可以是一个多主机系统，支持多主控。 串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s。 UART串口初始化函数.txt每个女孩都曾是无泪的天使，当遇到自己喜欢的男孩时，便会流泪一一，于是坠落凡间变为女孩，所以，男孩一定不要辜负女孩，因为女孩为你放弃整个天堂。朋友,别哭,今夜我如昙花绽放在最美的瞬间凋谢,你的泪水也无法挽回我的枯萎~~~/**************************************************************************** ***************** 函数名：UART串口初始化函数 调用：UART_init(); 参数：无 返回值：无 结果：启动UART串口接收中断，允许串口接收，启动T/C1产生波特率（占用） 备注：振荡晶体为12MHz，PC串口端设置 [ 4800，8，无，1，无 ] /******************************************************************************* ***************/ void UART_init (void){ EA = 1; //允许总中断（如不使用中断，可用//屏蔽） ES = 1; //允许UART串口的中断 TMOD = 0x20; //定时器T/C1工作方式2 SCON = 0x50; //串口工作方式1，允许串口接收（SCON = 0x40 时禁止串口接收）TH1 = 0xF3; //定时器初值高8位设置 TL1 = 0xF3; //定时器初值低8位设置 PCON = 0x80; //波特率倍频（屏蔽本句波特率为2400） TR1 = 1; //定时器启动 } /******************************************************************************* ***************/ /******************************************************************************* ************** 函数名：UART串口初始化函数 调用：UART_init(); 参数：无 返回值：无 结果：启动UART串口接收中断，允许串口接收，启动T/C1产生波特率（占用） 备注：振荡晶体为11.0592MHz，PC串口端设置 [ 19200，8，无，1，无 ] /******************************************************************************* ***************/ void UART_init (void){ EA = 1; //允许总中断（如不使用中断，可用//屏蔽） ES = 1; //允许UART串口的中断 TMOD = 0x20; //定时器T/C1工作方式2 SCON = 0x50; //串口工作方式1，允许串口接收（SCON = 0x40 时禁止串口接收） 1、串口的应用 它是一个数据通信的协议，在实际应用中：对设备运行日志的数据采集，另一个就是程序的调试。 这里所说的串口是RS232电平的。 2、通信的相关概念 1）全双工：在同一时刻，既能接收数据同时还可以发送数据 半双工：在同一时刻，只能接收数据或者发送数据 2）同步：在物理连接上是有一条时钟线的，用这种通信方式就必须有一个主机，因为时钟是由主机控制的 这个只是一个简单的串口应用，实际的串口是有9条线连接的 TTL：直接是有MCU输出的 ‘1’：电压范围——2.5~3.3V（主要是指ARM芯片），4~5V（主要是指51内核的芯片） ‘0’：电压范围——0.5~0V（这个是包含所有的芯片） 这里所说的电压范围是在实际的硬件设计中要保证的。 232：这个是经过232芯片之后的电平 ‘1’：-3~-15V ‘0’：3~15V 在实际中测试得到的电平电压是9V和-9V 5，数据传输的协议：（是保证数据发送和接收一致，但是对数据的含义没有规定）起始位数据位奇偶校验位停止位 所占位数15~811/2电平00/10/11 常用协议格式 1+8+0+1=10位 起始位：表示一帧数据的开始 数据位：发送的有效数据 奇偶校验位：检验有效数据是否传输正确，可靠性不高 停止位：表示一帧数据的结束 总线空闲：总线上没有数据传输（高电平） 开始位：0--低电平（空闲态检测到下降沿） 数据位：（用户所要发送的数据）5~8（7/8）--ASCII码（8位）--字节（8位）奇偶校验位：判断数据位中1+奇偶校验位中的1必须为奇数/偶数。 奇校验：数据位中1+奇偶校验位中的1必须为奇数。 偶校验：数据位中1+奇偶校验位中的1必须为偶数 停止位：1--高电平 6，波特率 相当于串口发送的速率 串口每秒钟发送的位数 常见：48009600115200 注意：两个设备的波特率必须相同 UART异步串行口 UART异步串行口简介 数据通信的基本方式可分为并行通信与串行通信两种： 并行通信：是指利用多条数据传输线将一个资料的各位同时传送。它的特点是传输速度快，适用于短距离通信，但要求通讯速率较高的应用场合。 串行通信：是指利用一条传输线将资料一位位地顺序传送。特点是通信线路简单，利用简单的线缆就可实现通信，降低成本，适用于远距离通信，但传输速度慢的应用场合。 UART 异步串行口的传输格式 异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然 而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。 通信协议（通信规程）：是指通信双方约定的一些规则。在使用异步串口传送一个 字符的信息时，对资料格式有如下约定：规定有空闲位、起始位、资料位、奇偶校验位、停止位。通讯时序图如下： 开始前，线路处于空闲状态，送出连续“1”。传送开始时首先发一个“0”作为 起始位，然后出现在通信线上的是字符的二进制编码数据。 每个字符的数据位长可以约定为5 位、6 位、7 位或8 位，一般采用ASCII 编码。后面是奇偶校验位，根据约定，用奇偶校验位将所传字符中为“1”的位数凑成奇 数个或偶数个。也可以约定不要奇偶校验，这样就取消奇偶校验位。 最后是表示停止位的“1”信号，这个停止位可以约定持续1 位、1.5 位或2 位 的时间宽度。 至此一个字符传送完毕，线路又进入空闲，持续为“1”。经过一段随机的时间后，下一个字符开始传送才又发出起始位。 每一个数据位的宽度等于传送波特率的倒数。微机异步串行通信中，常用的波特 率为110，150，300，600，1200，2400，4800，9600 ，19200，38400，115200等。 S3C2410的异步串行口 1 RS-485串行接口标准 1、平衡传输 RS-485数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B，通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2～+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2～6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C，在RS-485中还有一“使能”端，而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。 接收器也作与发送端相对的规定，收、发端通过平衡双绞线将AA与BB对应相连，当在收端AB之间有大于+200mV的电平时，输出正逻辑电平，小于-200mV时，输出负逻辑电平。接收器接收平衡线上的电平范围通常在200mV至6V之间。 2、RS-485电气规定 由于RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主（Master）设备，其余为从设备，但它比RS-422有改进，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。 RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485是-7V至+12V之间，而RS-422在-7V至+7V之间，RS-485接收器最小输入阻抗为12k剑 鳵S-422是4k健； 旧峡梢运礡S-485满足所有RS-422的规范，所以RS-485的驱动器可以用在RS-422网络中应用。 RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s RS-485需要2个终接电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输总线的两端。 在MCU之间中长距离通信的诸多方案中、RS-485因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动报测等领域、但RS-485总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍存在缺陷、一些细节的处理不当常会导致通信失败甚至系统瘫痪等故障、因此提高RS-485总线的运行可靠性至关重要、 1 RS-485接口电路的硬件设计 简单描述： SPI 和I2C这两种通信方式都是短距离的，芯片和芯片之间或者其他元器件如传感器和芯片之间的通信。SPI和IIC是板上通信,IIC有时也会做板间通信,不过距离甚短,不过超过一米,例如一些触摸屏,手机液晶屏那些很薄膜排线很多用IIC,I2C能用于替代标准的并行总线，能连接的各种集成电路和功能模块。I2C 是多主控总线，所以任何一个设备都能像主控器一样工作，并控制总线。总线上每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备它们自己的能力，它们可以作为发射器或接收器工作。多路微控制器能在同一个I2C总线上共存这两种线属于低速传输； 而UART是应用于两个设备之间的通信，如用单片机做好的设备和计算机的通信。这样的通信可以做长距离的。UART和,UART就是我们指的串口,速度比上面三者快,最高达100K左右,用与计算机与设备或者计算机和计算之间通信,但有效范围不会很长,约10米左右,UART优点是支持面广,程序设计结构很简单,随着USB的发展,UART也逐渐走向下坡； SmBus有点类似于USB设备跟计算机那样的短距离通信。 简单的狭义的说SPI和I2C是做在电路板上的。而UART和SMBUS是在机器外面连接两个机器的。 详细描述： 1、UART(TX,RX)就是两线，一根发送一根接收，可以全双工通信，线数也比较少。数据是异步传输的，对双方的时序要求比较严格，通信速度也不是很快。在多机通信上面用的最多。 2、SPI(CLK,I/O,O,CS)接口和上面UART相比，多了一条同步时钟线，上面UART 的缺点也就是它的优点了，对通信双方的时序要求不严格不同设备之间可以很容易结合，而且通信速度非常快。一般用在产品内部元件之间的高速数据通信上面，如大容量存储器等。 3、I2C(SCL,SDA)接口也是两线接口，它是两根线之间通过复杂的逻辑关系传输数据的，通信速度不高，程序写起来也比较复杂。一般单片机系统里主要用来和24C02等小容易存储器连接。 SPI：高速同步串行口。3～4线接口，收发独立、可同步进行 UART：通用异步串行口。按照标准波特率完成双向通讯，速度慢 SPI:一种串行传输方式,三线制,网上可找到其通信协议和用法的 3根线实现数据双向传输 串行外围接口 Serial peripheral interface UART:通用异步收发器 UART是用于控制计算机与串行设备的芯片。有一点要注意的是，它提供了 串行端口一直被视为计算机最基础的外部连接设备之一，在过去它一直是大多数计算机不可缺少的组成部分虽然许多较新的系统在采用USB连接设备后已经彻底放弃了串行接口，但大多数调制解调器都任然在使用，不过计算机所带的串行端口一般不会超过两个。 串行端口（serial port），或称串口，主要用于串列式逐位元数据传输。常见的为一般电脑应用的RS-232(使用25针或9针连接器)，工业电脑应用的半双工RS-485与全双工RS-422。 串口也叫串行接口，也称串行通信接口，按电气标准及协议来分包括RS-232-C,RS-422，RS485，USR等。RS-232-C,RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接外挂程式，电缆或协议。USB是近几年新发展起来的新型接口标准，主要用于高速数据传输领域。 RS-232-C:也称标准串口，是目前最常用的一种串行通信接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统，调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换口技术标准”。传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D形插头座。后来的PC上使用简化了得9芯D 形插座。现在应用中25芯插头座以很少采用了，现在的电脑一般有两个串行口：COM1和COM2，你到计算机后能看到9针D形接口就是了。现在有很多手机数据线或者物流接收器都采用COM口与计算机项链。 RS-422：为改进RS-232通信距离短，速率低得缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mb/s，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s 时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送，多机接收得单向，平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。 RS-485：为了拓展应用范围EIA有在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点，双向通信能力，即允许多个发送器连接到一根总线上，同时增加发送器的驱动能力和冲突保护特性拓展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA-485-A标准USB接口 目录 [隐藏] ? 1 标准的细节 o 1.1 连接器 o 1.2 电缆 o 1.3 设置 ? 2 類似裝置 ? 3 外部連結 [编辑]标准的细节 在RS-232标准中，字符是以一序列的位元串来一个接一个的串列（serial）方式傳輸，優點是傳輸線少，配線簡單，傳送距離可以較遠。最常用的编码格式是异步起停asynchronous start-stop格式，它使用一个起始位元后面紧跟7或8 个数据位元（bit），这个可能是奇偶位元，然后是两个停止位元。所以发送一个字符至少需要10位元，带来的一个好的效果是使全部的传输速率，发送信号的速率以10划分。一个最平常的代替异步起停方式的是使用高级数据链路控制协议（HDLC）。 在RS-232标准中定义了逻辑一和逻辑零电压级数，以及标准的传输速率和连接器类型。信号大小在正的和负的3－15v之间。RS-232规定接近零的电平是无效的，逻辑一规定为负电平，有效负电平的信号状态称为传号marking，它的功能意义为OFF，逻辑零规定为正电平，有效正电平的信号状态称为空号spacing，它的功能意义为ON。根据设备供电电源的不同，±5、±10、±12和±15这样的电平都是可能的。 mark和space是从电传打字机中来的术语。电传打字机原始的通信是一个简单的中断直流电路模式，类似与圆转盘电话拨号的中的信号。Marking状态是指电路是断开的，spacing状态就是指电路是接通的。一个space就表明有一个字符要开始发送了，相应的停止的时候，停止位就是marking。当线路中断的时候，电传打字机不打印任何有效字符，周期性的连续收到全零信号。 [编辑]连接器 9個接腳 RS-232設計之初是用來連接數據機做傳輸之用，也因此它的腳位意義通常也和數據機傳輸有關。RS-232的设备可以分为数据终端设备（DTE，Data Terminal Equipment, For example, PC）和数据通信设备（DCE，Data Communication Equipment）两类，这种分类定义了不同的线路用来发送和接受信号。一般来说，计算机和终端设备有DTE连接器，调制解调器和打印机有DCE连接器。但是这么说并不是总是严格正确的，用配线分接器测试连接，或者用试误法来判断电缆是否工作，常常需要参考相关的文件说明。 RS-232指定了20个不同的信号连接，由25个D-sub（微型D类）管脚构成的DB-25连接器。很多设备只是用了其中的一小部分管脚，出于节省资金和空间的考虑不少机器采用较小的连接器，特别是9管脚的D-sub或者是DB-9型连接器被广泛使用绝大多数自IBM的AT机之后的PC机和其他许多设备上。DB-25和DB-9型的连接器在大部分设备上是雌型，但不是所有的都是这样。最近，8管脚的RJ-45型连接器变得越来越普遍，尽管它的管脚分配相差很大。EIA/TIA 561标准规定了一种管脚分配的方法，但是由Dave Yost发明的被广泛使用在Unix计算机上的Yost串连设备配线标准（"Yost Serial Device Wiring Standard"）以及其他很多设备都没有采用上述任一种连线标准。 下表中列出的是被较多使用的RS-232中的信号和管脚分配： DB9 Male (Pin Side) DB9 Female (Pin Side) ------------- ------------- \ 1 2 3 4 5 / \ 5 4 3 2 1 / \ 6 7 8 9 / \ 9 8 7 6 / --------- --------- 信号DB-25 DB-9 EIA/TIA 561 Yost 公共接地7 5 4 4,5串行接口简介
串行接口应用
uart串口资料
UART串口通信设计实例
RS232接口是标准串行接口
MCS-51单片机串行接口
串行通信接口标准详解
电脑串口介绍_DB9_DB25
I2C串行接口介绍
UART串口初始化函数
串口详细介绍
UART串行口简介
RS-485串行接口标准
SPI、I2C、UART三种串行总线的原理、区别及应用
串行端口
串行接口RS232介绍及应用