《串行接口》课件.ppt

**********************串行接口课程目标理解串行接口的概念掌握串行接口的基本定义、特点和分类。掌握串行接口的工作原理深入理解串行接口的数据传输机制、通信方式和协议。了解常见的串行接口协议学习RS-232、RS-485、CAN、I2C和SPI等常用接口协议。串行接口的特点数据传输方式串行接口一次只传输一位数据，数据位按顺序逐个发送。线路简单串行接口只需要一根数据线和一根地线，简化了连接和布线。传输距离远串行接口可以采用差分信号传输，减小信号衰减，提高抗干扰能力，适合长距离传输。成本低廉串行接口的硬件实现相对简单，成本较低。串行接口的分类同步串行接口同步串行接口使用一个公共时钟信号来同步发送和接收数据。这使得数据传输更加可靠，但同时也增加了硬件的复杂性。异步串行接口异步串行接口没有使用公共时钟信号。发送方和接收方各自使用自己的时钟信号来控制数据传输。这使得硬件更加简单，但也增加了数据传输的错误率。串行接口的基本工作原理1数据发送发送端将数据转换为串行信号，通过传输线发送至接收端。2数据传输串行信号以比特流的形式在传输线上进行传输。3数据接收接收端接收串行信号，并将其转换为原始数据。异步通信vs同步通信1同步通信发送方和接收方使用相同的时钟信号进行同步，确保数据传输的准确性。2异步通信发送方和接收方使用各自独立的时钟信号，通过起始位和停止位来识别数据帧。串行接口通信方式同步通信发送方和接收方使用同一个时钟信号进行同步，数据传输效率高。异步通信发送方和接收方使用各自的时钟信号，数据传输效率相对较低，但实现更简单。串行接口数据帧结构串行接口数据帧结构主要包含起始位、数据位、校验位和停止位等。起始位用于标识数据帧的开始，停止位用于标识数据帧的结束。数据位包含传输的数据信息，校验位用于检测数据传输过程中的错误。数据帧的结构根据不同的协议而有所不同，例如RS-232、CAN、I2C等协议都具有不同的数据帧格式。数据帧的结构决定了数据在串行接口中的传输方式，并保证数据传输的完整性和可靠性。串行接口握手机制确认确保双方已准备好进行数据传输同步协调发送方和接收方的时钟信号控制管理数据传输过程，包括数据流向和错误处理常见串行接口协议RS-232用于短距离通信，主要用于计算机与外设之间的通信。RS-422用于长距离通信，支持多点通信，主要用于工业控制领域。RS-485用于长距离通信，支持多点通信，主要用于工业控制领域。CAN总线用于汽车、工业自动化等领域，支持多点通信，具有较高的可靠性。RS-232接口标准RS-232是电子工业联盟（EIA）制定的串行通信接口标准，广泛用于计算机、外设和仪器仪表等设备之间的数据传输。RS-232接口采用DB-9或DB-25针连接器，用于连接不同的设备，例如计算机与调制解调器、打印机、鼠标等。RS-232接口使用异步串行通信方式，传输数据采用单向或双向传输方式，数据以异步的方式发送和接收。RS-232物理层RS-232标准定义了数据传输的物理层，包括连接器、信号电压、传输速率等。它是一种串行通信标准，使用平衡传输方式，信号通过两根线来传输，一根用于发送，另一根用于接收。RS-232标准规定了信号电压范围，发送数据使用负电压，接收数据使用正电压，并且定义了数据传输速率，通常在110bps到115.2kbps之间。RS-232信号定义1数据信号(D)传输实际数据，分为发送数据(TxD)和接收数据(RxD)两种。2控制信号(C)控制数据传输，包括请求发送(RTS)，清除发送(CTS)，数据载波检测(DCD)，数据终端就绪(DSR)等。3地信号(GND)作为信号参考点，保证信号传输的稳定性。RS-232引脚定义数据信号TD(TransmitData):传输数据RD(ReceiveData):接收数据控制信号RTS(RequesttoSend):请求发送CTS(CleartoSend):允许发送DTR(DataTerminalReady):数据终端准备就绪DSR(DataSetReady):数据设备准备就绪接地信号GND(Ground):接地RS-232通信过程数据发送发送设备将数据转换为串行信号，并通过RS-232接口发送到接收设备。信号传输串行信号通过电缆传输到接收设备。数据接收接收设备接收串行信号，并将数据转换为可读的格式。RS-422和RS-485接口RS-422接口RS-422接口是