服装网站建设价格,开什么店投资小利润高,万网是做什么的,如何快速自己做网站以下内容源于朱友鹏嵌入式课程的学习与整理#xff0c;如有侵权请告知删除。 参考博客 同步通信与异步通信区别_wind19的博客-CSDN博客 SPI、I2C、UART#xff08;即串口#xff09;三种串行总线详解_天糊土的博客-CSDN博客_串口总线 一、电子通信相关的概念 1、同步通信和…以下内容源于朱友鹏嵌入式课程的学习与整理如有侵权请告知删除。 参考博客 同步通信与异步通信区别_wind19的博客-CSDN博客 SPI、I2C、UART即串口三种串行总线详解_天糊土的博客-CSDN博客_串口总线 一、电子通信相关的概念 1、同步通信和异步通信 1同步通信 发送方和接收方按照同一个时钟节拍工作就叫同步通信。 同步通信中通信双方按照统一节拍工作所以配合很好。发送方给接收方发送信息的同时会发送时钟信号接收方根据发送方给它的时钟信号来安排自己的节奏。 当双方通信的频率固定比如3ms收发一次或者经常通信时适合同步通信方式。 2异步通信 发送方和接收方按照自己的节拍工作就叫异步通信异步通信又叫异步通知。 异步通信时接收方不必一直在意发送方发送方需要发送信息时会首先给接收方一个表示信息开始的起始信号接收方接收到起始信号后就认为后面紧跟着的就是有效信息才会开始接收信息直到收到发送方发过来的结束标志。 当双方通信的频率不固定时比如有时3ms收发一次有时3天才收发一次适合异步通信方式。 2、电平信号和差分信号 这两个概念用来描述如何在通信线路上表达1和0。 1电平信号 电平信号的传输线中有一个参考电平线一般是GND。信号线上的信号值是由信号线电平和参考电平线的电压差决定。 2差分信号 差分信号的传输线中没有参考电平所有传输线都是信号线1和0的表达依靠信号线之间的电压差。 3两者区别 电平信号的2根通信线之间的电平差异容易受到干扰传输容易失败。差分信号不容易受到干扰因此传输质量比较稳定。现代通信一般都使用差分信号。 3、并行通信和串行通信 1两者的概念 串行、并行主要是考虑通信线的根数就是发送方和接收方同时可以传递的信息量的多少。 比如在电平信号下1根参考电平线1根信号线可以传递1位二进制这就是串行如果我们有3根线2根信号线1根参考线就可以同时发送2位二进制这就是并行如果想同时发送8位二进制就需要9根线。在差分信号下2根线彼此差分可以发送1位二进制这就是串行如果需要同时发送8位二进制需要16根线这就是并行。 2串行的优点 串行接口一次只能发送1位二进制而并行接口一次可以发送多位二进制看起来并行接口似乎比串行接口要快与优秀但实际上串行接口用得更广泛。这是因为串行通信更省信号线而且对传输线的要求更低、成本更低。另外串行时可以通过提高通信速度来提高总体通信性能。经过这么多年发展最终胜出的是异步、差分、串行比如USB和网络通信。 二、串口通信的基本概念 1、串口通信的特征 串口通信的特点是异步、电平信号、串行。 1异步串口通信的发送方和接收方之间没有统一的时钟信号。 2电平信号串口通信出现时间早速率较低传输的距离较近所以干扰还不太明显因此当时使用了电平信号传输但是后期出现的传输协议都改成差分信号传输了。 3串行通信串口通信每次同时只能传输1个二进制位。 2、RS232电平与TTL电平 电平信号是用信号线电平减去参考线电平得到电压差再由这个电压差决定传输值是1还是0。但是在电平信号时多少V代表1多少V代表0不是固定的取决于电平标准。有两个电平标准即RS232电平标准和TTL电平标准。 RS232电平标准中-3V-15V表示1315V表示0。 TTL电平标准中5V表示10V表示0。 由此可知RS232的电平定义比较大适合干扰大、距离远的情况TTL电平电压范围小适合距离近且干扰小的情况。比如台式电脑后面的串口插座就是RS232接口的在工业上用串口时都用这个传输距离小于15米TTL电平一般用在电路板内部两个芯片之间。 对编程来说RS232电平传输还是TTL电平是没有差异的。所以电平标准对硬件工程师更有意义把TTL电平和RS232电平混接是不可以的而软件工程师只要略懂即可。 3、波特率 1波特率bandrate指的是串口通信的速率也就是串口通信时每秒钟可以传输多少个二进制位。比如每秒种可以传输9600个二进制位传输一个二进制位需要的时间是1/9600秒也就是104us波特率就是9600。 2串口通信的波特率不能随意设定而应该选择某些特定的值一般最常见的波特率是9600或者115200低端单片机如51常用9600高端单片机和嵌入式SoC一般用115200。为什么波特率不可以随便指定呢第一通信双方必须事先设定相同的波特率这样才能成功通信如果发送方和接收方按照不同的波特率通信则根本收不到因此波特率最好是大家熟知的而非随意指定的。第二常用的波特率经过长久发展就形成了共识常用就是9600或者115200。 4、起始位、数据位、奇偶校验位、停止位 串口通信时一个通信单元由“起始位数据位奇偶校验位停止位”组成。 1起始位 起始位表示发送方要开始发送一个通信单元。起始位的定义是串口通信标准事先指定的是由通信线上的电平变化来反映的。 2数据位 数据位是一个通信单元中发送的有效信息位。数据位是本次通信真正要发送的有效数据串口通信一次发送多少位有效数据是可以设定的一般可选的有6、7、8、999%情况下我们都是选择8位数据位。因为我们一般通过串口发送的文字信息都是ASCII码编码的而ASCII码中一个字符刚好编码为8位。 3奇偶校验位 奇偶校验位是用来给数据位进行奇偶校验把待校验的有效数据逐个位的加起来总和为奇数奇偶校验位就为1总和为偶数奇偶校验位就为0的可以在一定程度上防止位反转。 4停止位 停止位是发送方用来表示本通信单元结束标志的。停止位的定义是串口通信标准事先指定的是由通信线上的电平变化来反映的。常见的有1位停止位1.5位停止位2位停止位等。99%情况下都是用1位停止位。 串口通信时因为是异步通信通信双方必须约定好通信参数这些通信参数包括波特率、数据位、奇偶校验位、停止位串口通信中起始位定义是唯一的所以一般不用选择。 5、单工通信、双工通信、半双工通信 对于通信双方A和B如果只能A发送数据B接收数据则叫单工通信。 对于通信双方A和B如果同一时刻只能由A发送数据B接收数据或者由B发送数据A接收数据则叫半双工通信。 对于通信双方A和B如果同一时刻A既可以发送数据也可以接收数据B既可以发送数据也可以接收数据则叫全双工通信。 三、串口通信的基本原理 1、三根通信线Rx Tx GND 串口通信是有线通信是通过串口线来通信的。通信线最少需要2根GND和信号线此时可以实现单工通信也可以使用3根通信线Tx、Rx、GND来实现全双工。 一般开发板都会引出TTL电平的串口每个串口引出3根线Tx、Rx、GND外观表现为插针式插座可以用这些插座直接连接外部的TTL电平的串口设备一般用来调试比如海思开发板中的插针插座。但是X210开发板没有引出TTL电平的串口。 2、收发双方事先规定好通信参数 串口通信本身不会去协商通信双方的通信参数因此需要事先约定好通信参数如波特率、数据位、奇偶校验位和停止位等等。任何一个关键参数设置错误都会导致通信失败比如波特率调错了发送方发送没问题接收方也能接收但是接收到的数据全是乱码。数据位、奇偶校验位、停止位也很重要否则可能认不清数据。 3、信息以二进制流的方式在信道上传输 串口通信的发送方每隔一定时间时间固定为1/波特率单位是秒将有效信息1或者0放到通信线上去逐个比特位进行发送。 接收方通过定时起始时间由读到起始位标志开始间隔时间由波特率决定读取通信线上的电平高低来区分内容是1还是0。依次读取数据位、奇偶校验位、停止位停止位就表示这一个通信单元帧结束然后中间是不定长短的非通信时间发送方有可能紧接着就发送第二帧也可能半天都不发第二帧这就叫异步通信然后接下来就是第二帧…… 无论发送什么内容都要事先对发送的内容进行二进制编码然后再逐个比特位发送。串口发送的都是ASCII码编码后的字符将各字符按照ASCII码编码成二进制因此一般将数据位设为8位方便一帧发送1个字符。 四、DB9接口介绍 串行通信在早期是计算机与外界通信的主要手段当时的计算机都配置有串口以实现和外部的通信。当时就定义了一套标准的串口规范DB9接口就是标准接口。 DB9接口中有9根通信线其中3根很重要为GND、Tx、Rx必不可少剩余6根都是和流控有关的。我们现在一般使用串口来做调试需要禁用流控不然可能发生未知问题。