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串口通讯详解_串口通信

串口通信

目录

一、串口通讯简介:

二、串口通信基本原理:

三、通信方式

四、串口通信特点


一、串口通讯简介:

(1)串口通讯是指通过串口进行数据传输的一种通讯方式,通过数据信号线、地线等,按位进行传输数据的一种通讯方式;

        串口通讯可以实现两台计算机或者计算机与设备之间的数据传输。

(1)串口通信早期就定义了一套标准的串口规约,DB9 (9个引脚)接口就是标准接口,此外还有不常见的DB25 (25个引脚)。

(2)DB9接口中有9根通信线,其中3根线(GND、TXD、RXD)很重要必不可少;

二、串口通信基本原理:

1、串口通信连线:任何通讯都是要有信息传输载体,有线或无线,串口通信是通过串口线进行有线通信;

        串口通讯是指在通信的两端,通过串行口每次传输一个字节的数据,通过一定的协议进行数据的传输和接收。

        串口通讯的原理是利用串行口的发送和接收线路,将需要传输的数据逐位传输到接收端,然后接收端再将这些数据组合成完整的信息。

2、串口通信时序:串口通信数据格式

(1)串口通信时,收发是一个周期一个周期进行的,每个周期传输n个二进制位。

(2)一个周期叫做一个通信单元,

(3)由起始位(1bit)+ 数据位(8bit)+ 奇偶校验位(1bit)+ 停止位(1bit)组成;

(4)串口通信:异步通讯,双方必须事先约定好通信参数,一般有:比特率、数据位、校验位、停止位。

波特率:简而言之,每分钟传输二进制的位数,是衡量资料传送速率的指标;

起始位:一般“0”信号,表示传输字符开始;

由通信线上的电平变化来反映的。对于串口通信而言总线没有数据传输空闲时维持高电平,一旦产生一个下降沿变成低电平则表示起始信号。

数据位:一个通信单元发送的有效信息位,(可选6、7、8、9,一般是8位,因为数据以字节为单位的);

奇偶校验位:“1”的个数,其实不是很准确,50%误差;

停止位:表示本通信单元结束的标志,

三、通信方式

(1)单工模式(Simplex CommunicaTIon)的数据传输是单向的。

通信双方中,一方固定为发送端,一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传输,使用一根传输线。

(2)半双工模式(Half Duplex)通信使用同一根传输线,既可以发送数据又可以接收数据,但不能同时进行发送和接收。

数据传输允许数据在两个方向上传输,但是,在任何时刻只能由其中的一方发送数据,另一方接收数据。因此半双工模式既可以使用一条数据线,也可以使用两条数据线。半双工通信中每端需有一个收发切换电子开关,通过切换来决定数据向哪个方向传输。

因为有切换,所以会产生时间延迟,信息传输效率低些。

(3)全双工模式(Full Duplex)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,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。在全双工模式中,每一端都有发送器和接收器,有两条传输线,信息传输效率高。

结论:显然,在其它参数都一样的情况下,全双工比半双工传输速度要快,效率要高。

四、串口通信特点

(1)串口通信单向只有一个数据线实现通信,同时只能传输1个二进制位数据,所以是串行通信;

(2)串口通信的发送方和接收方之间没有统一的时钟信号,所以它是异步通信方式;

(3)串口通信即可以实现全双工通信,也可以实现单工通信;

(4)串口通信出现时间较早、速率较低,并且采样电平信号传输,抗干扰能力不强,传输的距离较近;

五、串口通信的优点:

  1. 串口通讯的传输速度相对较慢,但是传输距离较长,可以达到几百米。
  2. 串口通讯的接口比较简单,可以方便地接入各种设备。
  3. 串口通讯的数据传输稳定可靠,不容易出现数据丢失等问题。
  4. 串口通讯的成本较低,适合在一些低成本的应用中使用。

六、串口通信的缺点:

  1. 串口通讯的传输速度相对较慢,难以满足一些高速数据传输的需求。
  2. 串口通讯的传输距离受到电缆长度、传输速度等因素的限制。
  3. 串口通讯的数据传输方式是异步传输,需要进行数据帧的同步和校验,增加了传输的复杂性。

七、串口通讯的应用

串口通讯广泛应用于工业控制、自动化设备、仪器仪表、计算机外围设备等领域。常见的应用包括串口打印机、串口扫描仪、串口读卡器、串口通讯模块等。

总之,串口通讯是一种传输距离远、成本低、稳定可靠的通讯方式,适用于一些低速数据传输的场合。

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