UART-串行异步通信解析课件.ppt
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- 关 键 词:
- UART 串行 异步 通信 解析 课件
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1、 UART串行异步通信串行异步通信本节内容:1、数据通信原理。、数据通信原理。2、串行异步收发器(、串行异步收发器(UART)。)。3、UART驱动程序设计。驱动程序设计。数据通信方式数据通信方式 数据通信的基本方式可分为数据通信的基本方式可分为并行通信和串行通信并行通信和串行通信两种:两种:并行通信:利用多条数据线将数据的各位同时传送。并行通信:利用多条数据线将数据的各位同时传送。其特点是传输速度快,适用于短距离通信。其特点是传输速度快,适用于短距离通信。串行通信:利用一条数据线将数据一位位地顺序传送,特点串行通信:利用一条数据线将数据一位位地顺序传送,特点 是通信线路简单,成本低,适用于远
2、距离通信。是通信线路简单,成本低,适用于远距离通信。数据传送方式:数据传送方式:单工方式:数据始终是从单工方式:数据始终是从A设备发送设备发送B设备设备半双工方式:既能从半双工方式:既能从A设备传送到设备传送到B设备,也能从设备,也能从B设备传送到设备传送到 A设备,但在任何时刻都不能在两个方向上同时设备,但在任何时刻都不能在两个方向上同时 传送,即每次只能有一个设备发送,另一个设备传送,即每次只能有一个设备发送,另一个设备 接收。接收。全双工方式:允许通信双方同时进行发送和接收,这时,全双工方式:允许通信双方同时进行发送和接收,这时,A设设 备在发送的同时也可以接收,备在发送的同时也可以接收
3、,B设备也一样。设备也一样。ABABAB数据通信协议数据通信协议 通信协议:是指通信的双方约定的一些规则。一般情况通信协议:是指通信的双方约定的一些规则。一般情况下通信硬件线路越简单,需要的软件协议越复杂,协议占用下通信硬件线路越简单,需要的软件协议越复杂,协议占用数据量越多。数据量越多。异步通信数据格式:空闲位、起始位、奇偶检验位、停异步通信数据格式:空闲位、起始位、奇偶检验位、停止位。止位。异步串行通信协议:异步串行通信协议:1位起始位位起始位-8位数据位位数据位1位校验位位校验位1位停止位位停止位起始位:先发一个逻辑起始位:先发一个逻辑“0”信号,表示传输字符的开始信号,表示传输字符的开
4、始数据位:紧接在起始位之后,从最低位开始传送,发送速率靠数据位:紧接在起始位之后,从最低位开始传送,发送速率靠 时钟定位时钟定位奇偶校验位奇偶校验位:数据位加上这一位后,使得数据位加上这一位后,使得“1”的位数为偶数(的位数为偶数(偶检验)或者奇数(奇校验),以此校验数据传输的偶检验)或者奇数(奇校验),以此校验数据传输的 正确性。正确性。停止位:它是一个字符数据的结束标志停止位:它是一个字符数据的结束标志空闲位:处于逻辑空闲位:处于逻辑“1”状态,表述当前线路上没有数据传输。状态,表述当前线路上没有数据传输。波特率波特率 波特率是衡量数据传送速率的指标,单位为位波特率是衡量数据传送速率的指标
5、,单位为位/秒(秒(bit/s)或比特。)或比特。记录每秒钟传送的二进制位数。记录每秒钟传送的二进制位数。RS-232c串口规范串口规范 RS-232标准(协议)的全称是标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其标准,其中中EIA(Electronic industry association)代表美国代表美国电子工业协会,电子工业协会,RS(recommeded standard)代表推)代表推荐标准,荐标准,232是标识号,是标识号,c代表代表RS232的最新一次修改(的最新一次修改(1969)常用物理标准还有常用物理标准还有EIA-RS-232-C EIA-RS-422-A EI
6、A-RS-423A EIA-RS-485 RS-232C接线方式接线方式 RS-232C串口的接线方式有全串口连线、串口的接线方式有全串口连线、3线连接等方式线连接等方式 3线连接方式:线连接方式:RXD,TXD和和GNDRS-232C的通讯距离和速度的通讯距离和速度 RS-232C能够可靠进行数据传输的最大通讯距离为能够可靠进行数据传输的最大通讯距离为15米米 传输速度一般都可以达到传输速度一般都可以达到115200bps甚至更高,标准串口能够提供的甚至更高,标准串口能够提供的传输速度主要有以下波特率:传输速度主要有以下波特率:1200bps 2400bps 4800bps 9600bps
7、19200bps 38400bps 57600bps 115200bpsUART原理原理 通用异步收发器简称通用异步收发器简称UART,用来传输串行数据,用来传输串行数据 发送时:发送时:CPU将并行数据写入将并行数据写入UART,UART按照一定的格按照一定的格 式在一根线上串行发出数据。式在一根线上串行发出数据。接收时:接收时:UART检测另一根线上的信号,收集串行数据放检测另一根线上的信号,收集串行数据放 在缓冲区中,在缓冲区中,CPU即可读取即可读取UART获得这些数据。获得这些数据。UART连线图:连线图:(1)UART之间以全双工方式传输数据,之间以全双工方式传输数据,TXD用于发
8、送,用于发送,RXD用于接用于接 收,收,GND用于给双方提供参考电压。用于给双方提供参考电压。(2)TXD、RXD数据线以数据线以“位位”最小单位传输数据。最小单位传输数据。(3)帧:由具有完整意义的、不可分隔的若干位组成,它包含开始位、)帧:由具有完整意义的、不可分隔的若干位组成,它包含开始位、数据位、校验位和停止位。数据位、校验位和停止位。(4)发送数据前,)发送数据前,UART之间要约定好波特率、数据传输格式之间要约定好波特率、数据传输格式 6410UARTPCUARTUART原理:原理:UART使用标准使用标准TTL/CMOS逻辑电平(逻辑电平(0-5v,0-3.3v)来表示数据,高
9、电)来表示数据,高电平位平位1,低电平位,低电平位0:为了增强数据的抗干扰能力。提高传输长度,通常将:为了增强数据的抗干扰能力。提高传输长度,通常将TTL/CMOS转位转位RS-232逻辑电平(逻辑电平(3-12v表示表示0,-3-12V表示表示1)。数据传输流程:数据传输流程:(1)平时数据线处于平时数据线处于“空闲空闲”状态(状态(1状态)状态)(2)当要发送数据时,)当要发送数据时,UART改变改变TXD数据线的状态(变为数据线的状态(变为0状态)状态)并维持并维持1位的时间,这样接收方检测到开始位后,一位位的检测位的时间,这样接收方检测到开始位后,一位位的检测 数据线的状态得到所传输的
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