《串行通信接口技术》课件.pptVIP

*******************《串行通信接口技术》课程概述本课程将深入探讨串行通信的基本原理和实现技术,涵盖多种常见的串行通信接口,如RS-232、RS-485等,并着重介绍其工作机制、特点及应用场景。学习本课程将帮助学生掌握串行通信的核心知识,为未来在嵌入式系统、工业控制等领域的开发打下坚实基础。什么是串行通信接口?数据传输方式串行通信接口是一种将数据以一位一位的方式顺序传送的通信方式,与并行通信相比更简单高效。广泛应用串行接口被广泛应用于计算机、工控设备、通信设备等领域,是实现设备之间数据传输的重要技术。标准化协议串行接口通常遵循各种标准化的通信协议,如RS-232、RS-422/485、USB等,确保数据传输的兼容性。串行通信接口的特点低成本串行通信接口相比于并行通信接口,只需要较少的线缆和引脚,从而大大降低了硬件成本。高可靠性串行通信接口采用差分信号传输,抗干扰能力强,传输过程中数据错误率低,可靠性高。简单灵活串行通信接口的硬件和软件实现相对简单,可以灵活地适应不同的应用场景。远距离传输串行通信接口能够实现远距离的数据传输,适合用于分散的系统中的通信。串行通信接口的发展历程1早期20世纪50年代2标准化20世纪70年代3广泛应用20世纪80年代4协议多样化20世纪90年代至今串行通信接口技术经历了从最初的原型设计到逐步标准化、广泛应用再到不断优化与创新的发展历程。从20世纪50年代的早期尝试,到70年代的标准化进程,再到80年代的大规模普及,最终在90年代乃至今天呈现出协议多样化的特点。这反映了信息技术的不断演进,以及工业领域需求的日益多样化。常见的串行通信接口标准RS-232RS-232是最常见的串行通信标准,广泛应用于计算机、打印机等设备之间的数据传输。它使用电压电平信号进行异步通信。RS-422/RS-485RS-422和RS-485是用于多点通信的差分串行标准,可以实现更长的传输距离和更高的抗干扰能力。USBUSB是通用串行总线标准,提供即插即用的通信接口,广泛应用于计算机外围设备的连接。CAN总线CAN总线是一种面向现场总线应用的串行通信标准,主要用于工业自动化和汽车电子领域。RS-232串行通信接口RS-232串行通信接口是最早也是最广泛应用的通信标准之一。它定义了计算机与外围设备之间的连接方式和电气特性,广泛应用于各种电子产品。RS-232接口的物理层特征电缆特性RS-232采用屏蔽双绞线电缆,电缆阻抗通常为100Ω。接头类型RS-232采用9针或25针D型公头/母头连接器。电压电平RS-232使用正负12V逻辑电平,逻辑1为-3V至-15V,逻辑0为+3V至+15V。传输距离RS-232最大传输距离一般为15米,可以通过中继器扩展。RS-232接口的信号定义1发送数据(TxD)RS-232接口上的TxD信号用于传输数据从一端到另一端。2接收数据(RxD)RxD信号则负责从另一端接收传输过来的数据。3数据终端准备(DTR)DTR信号用于指示数据终端设备已准备就绪。4数据集准备(DSR)DSR信号用于指示数据集设备已准备就绪。RS-232接口的工作原理1数据传输通过两根信号线实现全双工通信2流控制采用握手信号控制数据传输速度3错误检测使用奇偶校验等机制确保数据完整性RS-232接口的工作原理是通过将数字信号转换为模拟信号在两个设备之间来传输数据。它采用异步传输的方式,利用起始位、数据位和停止位控制数据流。同时,还使用流控制信号和校验机制来保证数据传输的可靠性和实时性。RS-232接口的硬件连接电缆连接RS-232接口通过DB-9或DB-25连接器与电缆相连接,需要使用交叉线或空线连接。握手信号通常要连接DCD、RTS、CTS和DTR等握手信号,确保数据正常流通。电源供给部分RS-232设备需要外部电源供给,需要连接电源线或使用外置电源适配器。兼容性检查确保连接设备的引脚定义和信号电平相匹配,避免接口不兼容的问题。RS-232接口的软件编程1数据传输需要开发用于收发串行数据的软件驱动程序,处理从串口读取和发送数据。2波特率设置根据实际需求配置合适的传输速率,常见的有2400、4800、9600、19200等。3握手协议编写软件实现数据流控制,确保数据在发送和接收过程中不会丢失。RS-422/RS-485串行通信接口RS-422和RS-485是两种广泛应用的串行通信接口标准,它们提供了高速、可靠和抗干扰的数据传输功能。了解这两种接口的特点和工作原理十分重要。RS-422/RS