串口串口通信数据传输学术

摘要：单片机具有体积小、集成度高、功能强、抗干扰能力强、可靠性高等独特的优点，因而在各个领域都得到了广泛的应用。但是单片机毕竟存在着功能简单难于管理的缺点，因而在大多数场合中都是将单片机和IBM-PC机两者联合起来组成通信系统。在这种情况下，当然产生了一个新生命题，即如何解决了两台或两台以上机器之间通信的问题。
关键词：并行通信 串行通信 波特率
1007-9416（2013）02-0036-02
1 概述
不同的独立系统经由线路互相交换数据，便是通信，而构成整个通信的线路称之为网络（Computer Network）通信。通信的目的不外乎数据的交换，由于数据必须经过交换才能由传送的一端到达另一个设备，传送端所使用的方法就是将数据经由一定的程序与线路送出去，接收端则依协议好的方式将数据收集起来并保存或显示在画面上。
通常是数据通信的方式可以分为两种：即并行传输式的通信（Parallel Communication）和串行传输式的通信（Serial Communication）（如图1）。
2 通信

2.1 通信种类及传输

2.

1.1 并行传输式的通信（并行通信）

由图1可知，所谓并行通信是指数据传输时各个位同时发送。它的特点是数据的传输处理速度快，它一次可以传输8个位（一个字节）。但是需要多条传输线。这样在传输多位数据，或者是传输距离较长时，就会造成大量的资源消耗。而且在数据发送过程中容易因线路的因素使得标准电位发生变化，从而使得传输数据发生错误。在传输线较长时，电压衰减效应及信号间相互干扰问题（CrossTalk）会更加明显，数据的错误也就比较容易发生。因此，并行通信只适合于短距离，要求处理数据必须速度快的情况下。如

源于：高中英语论文www.udooo.com

：计算机与打印机的连接，或者是与近距离的外设之间的连接。
2.

1.2 串行传输式的通信（串行通信）

串行通信是指数据传输时按位为单位一位位的发送。相比并行通信，虽然传输速率较慢，并行通信传输N位数据需要T时间，而串行通信则需要至少N*T时间。但一次只传输一个位，处理的数据电压也只有一个标准电压，因此不容易把数据漏失，再加上一些防护措施，串行通信的抗干扰能力就变得很强。而且它占用传输线少，大大降低了经济成本，非常适合远距离通信。

2.2 数据传输

串行通信中，数据通常是在两地之间进行传输，数据的传送速度BPS（Bit per Second）往往受到通信双方配备性能和通信线路的左右，就仪器或工业场合来说，9600bps是最常见的传输速度。一般串行通信端口所传送的数据是字符型，若用来传输文件，则会使用二进制的数据型。按照数据的传输方向可分为三种基本传输模式：单工（数据流动的方向始终固定为一个方向的通信方式。或者始终发送，或者始终接收）、半双工（（Half Duplex）利用一条传输线既作输入有作输出时，数据虽然可以在两个方向上传输，但通信双方不能同时收发数据的传送方式））和全工（（Full Duplex）指接收数据双方可以同时接收或者发送数据，一般全双工是利用两条数据传输线来传输数据，全双工的效率是半双工的一倍，因为它不必等待对方数据是否发送或接收完，可以直接进行运做）。RS-232使用的是全双工模式进行；RS-422及RS-485则分别使用全双工、半双工模式进行。传输方式如图2。

2.3 串行通信的同步方式

2.3.1 异步通信方式

在异步通信系统中，数据传输时是以独立字节方式传输的，每个字节前有一个起始信号，字节后有一个或多个终止信号，起始位到终止位构成一桢数据。为了保证同步接收器使用起始和终止信号。传输线在标记位置是处于空闲状态，当每个字节开始传输时，它前面的起始位是从标志位到空白的一个迁移。这个迁移表示一个字节开始传输。在传输最后，利用一个或多个终止位使传输线回到标志状态。这时，发送方准备发送下一个字节。
一般，起始位占用一位，字符编码占7位（ASCII码），第8位为奇偶校验位。停止位可占用一位、一位半或两位。因此，一桢数据便由10、10.

5、或11位构成。

用这样的方式表示字符，则字符可以一个接一个的传送。在异步数据传输中，CPU与外设之间必须有两项规定：
（1）字符格式，几字符的编码形式、奇偶校验形式以及起始位和停止位的约定。
（2）波特率，即在串行通信中，每秒传送数据的位数。它表示对数据传送速率的约定。
异步通信的缺点是信息传输效率低，因为每传送一个字符都要附加上一些标志信息。异步通信应用在慢速场合。异步通信双方若时钟稍有误差，两个字符信息之间的停止间隔将为这种误差提供缓冲余地。因此异步通信方式容许有较小的频率漂移，这是它的优点。
异步通信的传送速率一般为50～9600波特，它通常用于计算机与CRT及终端打印机之间的通信。

2.3.2 同步通信方式

在异步通信方式中，每一帧数据都要包括起始位和终止位作为字符开始和结束标志，着就增加了传送时间。同步通信方式把字符连续接连起来，组成一个数据块，在数据块前面加上特殊的同步字符（SYN），作为字符块的起始信号，在数据块的后面加上校验字符，用于校验通信中的错误。在同步通信中字符之间无间隔，因而通信效率较高，通常为几十～几百（千）波特，但它要有时钟实现发送端与接收端之间的同步，因而硬件复杂.通常从传输数据流中提取同步信号。
同步方式的信息传输效率高，适用于高效率、大容量的数据通信中。（如图3）
（A）异步通信字符格式（如图4）
（B）同步通信的记录格式
3 结语
要想成功地实现单片机与PC机的串行通信，必须注意三点：一是通信格式；二是波特率，这两者地设置必须一致；三是单片机与PC机之间地应答信号传递，若传送或接收数据有误，由接收机发出信号请求发送机重新传送一次。
参考文献
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