串口通信文獻(xiàn)綜述

《串口通信文獻(xiàn)綜述》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、文獻(xiàn)綜述引言從計(jì)算機(jī)問(wèn)世開(kāi)始，串口通信技術(shù)就開(kāi)始發(fā)展。采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的各種設(shè)備通常都使用串口通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)通信。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普遍，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通信的方式越來(lái)越多?？紤]到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的狀況，新技術(shù)的使用目前只能在部分領(lǐng)域和地區(qū)使用。而占主導(dǎo)地位的串行通信技術(shù)因其連接簡(jiǎn)單、使用靈活方便、數(shù)據(jù)傳遞可靠，造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、智能控制和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用[1]。接下來(lái)將對(duì)串行通信做簡(jiǎn)要介紹，包括串行通信的方式、接口標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議。1串行通信簡(jiǎn)介串行通信是指通信的發(fā)送端和接收端之間數(shù)據(jù)信息的傳輸是在單

2、根數(shù)據(jù)線上，以每次一個(gè)二進(jìn)制的0、1為最小單位逐位進(jìn)行傳輸，如圖1所示。圖1串行通信串行數(shù)據(jù)傳輸[2]的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)傳輸按位順序進(jìn)行，僅需一根傳輸線即可完成節(jié)省傳輸線。與并行通信相比，串行通信還有較為明顯的優(yōu)點(diǎn)：傳輸距離長(zhǎng)，可以從幾米到幾千米；串行通信的通信時(shí)鐘頻率容易提高；串行通信的抗干擾能力十分強(qiáng)，其信號(hào)間的相互干擾完全可以忽略。但是串行通信的傳輸速度比并行通信慢得多。正是串行通信的連線少、成本低，因此它在數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品也是多種多樣。1.1串行通信的工作模式通過(guò)單線傳輸信息是串行數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)通常是在兩個(gè)站(點(diǎn)

3、對(duì)點(diǎn))之間進(jìn)行傳輸，按照數(shù)據(jù)流的方向可分為三種傳輸模式[3]：?jiǎn)喂?、半雙工、全雙工。1.單工通信單工模式的數(shù)據(jù)傳輸是單向的。通信雙方中，一方固定為發(fā)送端，另一方則固定為接收端。信息只能沿一個(gè)方向傳輸，使用一根傳輸線。單工模式一般用在只向一個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。例如計(jì)算機(jī)與打印機(jī)之間的通信是單工模式，因?yàn)橹挥杏?jì)算機(jī)向打印機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，而沒(méi)有相反方向的數(shù)據(jù)傳輸。還有在某些通信信道中，如單工無(wú)線發(fā)送等。2.半雙工通信半雙工使用同一根傳輸線，既可發(fā)生數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。在任何時(shí)刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)。因此半雙工模式

4、既可以使用一條數(shù)據(jù)線，也可以使用兩條數(shù)據(jù)線。半雙工通信中每一端需有一個(gè)收發(fā)切換電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)切換來(lái)決定數(shù)據(jù)向哪個(gè)方向傳輸。因?yàn)橛星袚Q，所以會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲，信息傳輸效率低些。3.全雙工通信全雙工數(shù)據(jù)通信分別由兩根可以在兩個(gè)不同的站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送和接收的傳輸線進(jìn)行傳輸，通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作。在全雙工模式中，每一端都有發(fā)送器和接收器，有兩條傳輸線，可在交互式應(yīng)用和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中使用，信息傳輸效率較高。1.2串口通信的方式串口進(jìn)行通信的方式有兩種：同步通信方式和異步通信方式。同步通信方式要求通信雙方以相同的時(shí)鐘頻率進(jìn)行，而且準(zhǔn)確協(xié)調(diào)，通過(guò)共

5、享一個(gè)單個(gè)時(shí)鐘或定時(shí)脈沖源保證發(fā)送方和接收方的準(zhǔn)確同步，效率較高；異步通信方式不要求雙方同步，收發(fā)方可采用各自的時(shí)鐘源，雙方遵循異步的通信協(xié)議，以字符為數(shù)據(jù)傳輸單位，發(fā)送方傳送字符的時(shí)間間隔不確定，發(fā)送效率比同步傳送效率低。1.同步通信方式同步通信的通信雙方必須先建立同步，即雙方的時(shí)鐘要調(diào)整到同一個(gè)頻率。收發(fā)雙方不停地發(fā)送和接收連續(xù)的同步比特流。但這時(shí)還有兩種不同的同步方式。一種是使用全網(wǎng)同步，用一個(gè)非常精確的主時(shí)鐘對(duì)全網(wǎng)所有結(jié)點(diǎn)上的時(shí)鐘進(jìn)行同步。另一種是使用準(zhǔn)同步，各結(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘之間允許有微小的誤差，然后采用其他措施實(shí)現(xiàn)同步傳輸。同步通信的好處是傳

6、輸效率高，傳輸線布置簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但同步設(shè)備復(fù)雜，要獲得精準(zhǔn)的同步時(shí)鐘較困難。2.異步通信方式異步通信是一種很常用的通信方式。異步通信在發(fā)送字符時(shí)，所發(fā)送的字符之間的時(shí)間間隔可以是任意的。當(dāng)然，接收端必須時(shí)刻做好接收的準(zhǔn)備(如果接收端主機(jī)的電源都沒(méi)有加上，那么發(fā)送端發(fā)送字符就沒(méi)有意義，因?yàn)榻邮斩烁緹o(wú)法接收)。發(fā)送端可以在任意時(shí)刻開(kāi)始發(fā)送字符，因此必須在每一個(gè)字符的開(kāi)始和結(jié)束的地方加上標(biāo)志，即加上開(kāi)始位和停止位，以便使接收端能夠正確地將每一個(gè)字符接收下來(lái)。異步通信的好處是通信設(shè)備簡(jiǎn)單、便宜，但傳輸效率較低(因?yàn)殚_(kāi)始位和停止位的開(kāi)銷所占比例較大)。1.

7、3串口通信的重要參數(shù)串口的通信方式是將字節(jié)拆分成一個(gè)接著一個(gè)的位后再進(jìn)行傳輸。接到此電位信號(hào)的一方將此一個(gè)一個(gè)的位組合成原來(lái)的字節(jié)，如此形成一個(gè)字節(jié)的完整傳輸。在傳輸進(jìn)行的過(guò)程中，雙方明確傳輸信息的具體方式，否則雙方就會(huì)沒(méi)有一套共同的譯碼方式，從而無(wú)法了解對(duì)方所傳輸過(guò)來(lái)的信息的意義。因此雙方為了進(jìn)行通信，必須遵守一定的通信規(guī)則這個(gè)共同的規(guī)則就是串口的初始化。串口的初始化必須對(duì)以下幾項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。1.波特率：這是一個(gè)衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個(gè)數(shù)。例如300波特表示每秒鐘發(fā)送300個(gè)bit。當(dāng)我們提到時(shí)鐘周期時(shí)，我們就是指波特率

8、例如果協(xié)議需要4800波特率，那么時(shí)鐘是4800Hz。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采樣率為4800Hz。通常電話線的波特率