《串行通信及其接口》课件

《串行通信及其接口》ppt课件•串行通信概述•串行通信协议•串行通信接口硬件•串行通信接口软件目•串行通信接口的应用实例录contents01串行通信概述CHAPTER串行通信的定义01串行通信是一种数据传输方式，它通过一条传输线将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度02串行通信适用于长距离传输或低成本、低速率的通信需求，如RS-

232、RS-485等接口标准串行通信的特点传输线少，布线方便，数据按位顺序传输，成本低需要同步时钟信号，对时钟同步要求较高数据传输速率较慢，适合于低速或近距离的通信串行通信的应用场景计算机与外部设备之间的通信，如打工业控制系统中各设备之间的通信印机、扫描仪等智能仪表、传感器等低速设备的数据采集和传输02串行通信协议CHAPTER异步串行通信协议异步串行通信协议是一种简单异步串行通信协议的优点是简异步串行通信协议的缺点是传的通信协议，它通过在数据中单、可靠，适用于低速通信输效率较低，因为需要插入额插入起始位、停止位和校验位外的位来实现数据的传输同步串行通信协议同步串行通信协议是一种更高效的通信协议，它通过时钟信号来同步数据的传输同步串行通信协议的优点是传输效率高，适用于高速通信同步串行通信协议的缺点是实现较为复杂，需要精确的时钟信号通用异步收发传输器（UART）UART是一种常见的异步串行通信协议控制器，1它实现了数据的发送和接收UART的优点是简单、可靠，适用于低速通信2UART的缺点是传输效率较低，因为需要插入额3外的位串行外设接口（SPI）SPI是一种同步串行通信协议，它通过时钟信号来同步数据的传01输SPI的优点是传输效率高，适用于高速通信02SPI的缺点是实现较为复杂，需要精确的时钟信号03I2C通信协议I2C是一种常见的同步串行通信I2C的优点是简单、可靠，适用I2C的缺点是传输距离较短，一协议，它通过两根线（数据线于低速和中速通信般不超过10米SDA和时钟线SCL）实现数据的传输03串行通信接口硬件CHAPTER串行通信接口的种类01020304RS-232接口RS-485接口USB接口SPI接口标准串行接口，常用于短距离增强型的串行接口，具有更远通用串行总线接口，广泛应用串行外设接口，是一种同步串通信，如计算机与外设之间的的传输距离和更好的抗干扰能于各种设备，如打印机、摄像行通信接口，常用于微控制器通信力头等和外围设备的通信串行通信接口的电路组成数据发送器控制电路将数据从计算机或其他设备发控制数据发送和接收的同步送到另一设备数据接收器电源电路接收来自另一设备的数据为串行通信接口提供所需的电源串行通信接口的电气特性01020304电压范围电流消耗传输速率传输距离串行通信接口的电压范围每个串行通信接口都有一串行通信接口的传输速率根据不同的接口类型和电通常为-15V到+15V，表定的电流消耗，具体取决通常在20kbps到气特性，串行通信接口的示逻辑0和逻辑1于其电路设计和电源电压115kbps之间传输距离有所不同，从几米到几公里不等04串行通信接口软件CHAPTER串行通信接口的驱动程序驱动程序的作用01驱动程序是操作系统与硬件设备之间的桥梁，它负责管理硬件设备，并提供应用程序访问设备的接口驱动程序的安装02在安装串行通信接口的驱动程序时，需要先确认设备的型号和操作系统的版本，然后从设备制造商的官方网站下载相应的驱动程序进行安装驱动程序的更新03随着操作系统和硬件技术的不断更新，驱动程序也需要进行相应的更新用户可以通过设备制造商的官方网站或操作系统更新功能来获取最新版本的驱动程序串行通信接口的编程模型阻塞模式在这种模式下，应用程序在发送或接收数据时会一直等待，直到数据传输完成或发生错误阻塞模式简单易用，但会导致应用程序的效率低下非阻塞模式在这种模式下，应用程序可以在发送或接收数据时不等待结果，而是继续执行其他任务非阻塞模式可以提高应用程序的效率，但需要更复杂的编程技巧事件驱动模式在这种模式下，应用程序通过注册事件回调函数来处理数据传输完成或发生错误的情况事件驱动模式结合了阻塞模式和非阻塞模式的优点，既可以提高应用程序的效率，又可以使编程相对简单串行通信接口的常用函数close函数write函数用于关闭串行通信接口设备用于向串行通信接口写入数据open函数read函数ioctl函数用于打开串行通信接口设备用于从串行通信接口读取数据用于对串行通信接口进行控制操作，如设置波特率、数据位、停止位等参数05串行通信接口的应用实例CHAPTERRS-232接口的应用实例总结词RS-232接口在工业控制系统中应用广泛，主要用于连接远程设备或智能仪表详细描述RS-232接口采用单端信号传输方式，信号电平范围为-15V至+15V，传输距离较近，但可靠性较高在工业控制系统中，RS-232接口常用于连接可编程逻辑控制器（PLC）和远程I/O模块等设备，实现数据通信和控制功能RS-485接口的应用实例总结词RS-485接口在智能家居和楼宇自动化领域应用广泛，具有高可靠性和长距离传输能力详细描述RS-485接口采用差分信号传输方式，信号电平范围为±10V，传输距离较远，抗干扰能力强在智能家居和楼宇自动化领域，RS-485接口常用于连接各种传感器、执行器和控制器，实现设备间的数据通信和控制功能SPI接口的应用实例总结词SPI接口在微控制器和外围设备通信中应用广泛，具有高速、同步和简单的特点详细描述SPI接口采用同步串行通信方式，支持多个设备同时通信，传输速率较高在微控制器和外围设备通信中，SPI接口常用于连接Flash存储器、传感器和显示驱动器等设备，实现高速数据传输和交互I2C接口的应用实例总结词I2C接口在小型电子设备和嵌入式系统中应用广泛，具有简洁、灵活和低成本的特点详细描述I2C接口采用两线制同步串行通信方式，支持多个设备同时通信，传输速率适中在小型电子设备和嵌入式系统中，I2C接口常用于连接各种传感器、EEPROM存储器和实时时钟等设备，实现简洁、灵活和低成本的数据通信和控制功能。