一、串行通信基础知识

一、串行通信基础知识

1.处理器与外部设备通信有两种方式

并行通信：数据的各个位用多条数据线同时传输。（传输速度快，但占用引脚资源多。）

串行通信：将数据分成一位一位的形式在一条数据线上逐个传输。（线路简单、占用引脚资源少，但传输速度慢。）

例如：传输0x5a

并行通信需要8条数据线，1一个时钟周期

串行通信需要8个时钟周期

2.串行通信按通信方式

同步通信：带同步时钟信号的数据传输，发送方和接收方在同一时钟的控制下，同步传输数据。（数据线和时钟信号线）

异步通信：不带同步时钟信号的数据传输，发送方和接收方使用各自的时钟，控制数据的发送和接收过程。

3.串行通信按传输方向

发送    ---------    接收

单工：数据只能沿一个方向传输。

半双工：数据传输可以沿两个方向传输，但需要分时进行。

全双工：数据可以同时进行双向传输。

综上：单工和半双工只有1条数据线，全双工有2条数据线。

4.常见的串行通信接口

二、异步串口通信UART基础知识

1.UART（universal asynchronous receiver-transmitter）

功能：发送数据时将并行数据转换成串行数据传输，接收数据时将收到的串行数据转换成并行数据。

（实现数据的串并转换）

协议层：通信协议（包括数据格式、传输速率等）

物理层：接口类型、电平标准等

2.协议层：数据格式

UART串口通信需要2根数据线来实现，1根用于串口发送，另外1根用于串口接收。

数据（线）格式：

数据位：5位、6位、7位、8位（常用）

奇校验（数据位和校验位中1的个数和为奇数）

校验位：

偶校验（数据位和校验位中1的个数和为偶数）

停止位：1clk、1.5clk、2clk

3.协议层：传输速率

串口通信的速率用波特率表示，它表示每秒传输二进制数据的位数，单位是bps（位/秒）

常见的波特率：9600、19200、38400、57600以及115200等

波特率因子 = 时钟频率 / 波特率（传输1bit数据所需的时钟个数）

（时钟频率：1s的时钟个数）

1 / 波特率，即传输1bit所需时间

4.物理层：接口标准

异步串行通信的接口标准：RS232、RS422、RS485等

RS232：3线全双工 -> T R G；点对点 -> 只能有两个设备进行传输；传输距离：15米。

RS422：差分传输（抗干扰能力强） -> （相对单端传输而言的，单端传输是使用1根信号线和1根地线进行传输，采用信号线和地线的电平差值表示传输的信号。）

（差分传输，采用2根信号线传输一路数据，这2根信号线，幅值相等，极性相反，也是采用电平差值表示传输的信号。）（受到干扰时，2根信号线受到的干扰幅值和相位相等（共模干扰），2根信号线做减法运算时，干扰被抵消掉了。）

（这里的2根信号线组成一根数据线）

差分传输 -> 2根信号线 -> 全双工（2根数据线）-> 4线全双工

传输距离：1200米

RS485：可以实现一个串口通信的网络

三、RS232

1.RS-232标准的串口常见接口类型：DB9

2.DB9接口定义