ARM微控制器與嵌入式系統(tǒng) 課件 21 串口通信協(xié)議

ARM微控制器與嵌入式系統(tǒng)

串口通信主講人：景妮琴北京電子科技職業(yè)學院內容串口通信協(xié)議：物理層和協(xié)議層物理層RS232標準串口通信USB轉串口通信串口到串口通信協(xié)議層串口通信協(xié)議串口通訊(SerialCommunication)是一種設備間非常常用的串行通訊方式，因為它簡單便捷，大部分電子設備都支持該通訊方式，電子工程師在調試設備時也經常使用該通訊方式輸出調試信息。對于通訊協(xié)議，我們也以分層的方式來理解，最基本的是把它分為物理層和協(xié)議層。串口通信協(xié)議物理層：規(guī)定通訊系統(tǒng)中具有機械、電子功能部分的特性，確保原始數(shù)據(jù)在物理媒體的傳輸。其實就是硬件部分。協(xié)議層：協(xié)議層主要規(guī)定通訊邏輯，統(tǒng)一收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)打包、解包標準。其實就是軟件部分。串口通信協(xié)議物理層標準RS232標準USB轉串口串口到串口RS232標準串口RS-232標準主要規(guī)定了：信號的用途通信接口信號的電平標準RS232標準串口RS232標準串口通信結構圖RS232標準串口主要用于工業(yè)設備直接通信由于RS-232電平標準的信號不能直接被控制器直接識別，所以這些信號會經過一個“電平轉換芯片”轉換成控制器能識別的“TTL校準”的電平信號，才能實現(xiàn)通信。RS232標準串口根據(jù)通信使用的電平標準不同，串口通信可分為TTL標準及RS-232標準。通信標準電平標準(發(fā)送端)5VTTL邏輯1：2.4V-5V邏輯0：0-0.5VRS-232邏輯1：-15V~-3V邏輯0：+3V~+15VRS232標準串口RS232標準串口通信結構圖電平轉換芯片一般有MAX3232，SP3232RS232標準串口RS232標準串口DB9標準的公頭及母頭接法RS232標準串口兩個通訊設備之間的收發(fā)信號(RXD與TXD)應交叉相連，所以DB9母頭的收發(fā)信號接法一般與公頭的相反。兩個設備之間連接使用“直通型”的串口線即可。在目前的其它工業(yè)控制使用的串口通信中，一般只使用RXD、TXD以及GND三條信號線，直接傳輸數(shù)據(jù)信號。USB轉串口通信USB轉串口主要用于設備跟電腦通信電平轉換芯片一般有CH340、PL2303、CP2102、FT232使用的時候電腦端需要安裝電平轉換芯片的驅動串口到串口通信原生的串口通信主要是控制器跟串口的設備或者傳感器通信，不需要經過電平轉換芯片來轉換電平，直接就用TTL電平通信GPS模塊、GSM模塊、串口轉WIFI模塊、HC04藍牙模塊串口通信協(xié)議層串口通信的數(shù)據(jù)包由發(fā)送設備通過自身的TXD接口傳輸?shù)浇邮赵O備的RXD接口。在串口通信的協(xié)議層中，規(guī)定了數(shù)據(jù)包的內容。它由啟始位、主體數(shù)據(jù)、校驗位以及停止位組成。通信雙方的數(shù)據(jù)包格式要約定一致才能正常收發(fā)數(shù)據(jù)。串口通信協(xié)議層波特率起始位和停止位有效數(shù)據(jù)校驗位串口通信協(xié)議層波特率串口異步通訊中由于沒有時鐘信號(如前面講解的DB9接口中是沒有時鐘信號的)，所以兩個通訊設備之間需要約定好波特率，即每個碼元的長度，以便對信號進行解碼。常見的波特率為4800、9600、115200等。串口通信協(xié)議層起始位和停止位起始位：由1個邏輯0的數(shù)據(jù)位表示結束位：由0.5、1、1.5或2個邏輯1的數(shù)據(jù)位表示（只要雙方約定好即可）有效數(shù)據(jù)在起始位后緊接著的就是要傳輸?shù)闹饕獌热萦行?shù)據(jù)的長度常被約定為5、6、7或8位長串口通信協(xié)議層校驗位：可選，增強數(shù)據(jù)的抗干擾性。校驗方法分為：奇校驗(odd)偶校驗(even)

0校驗(space)1校驗(mark)無校驗(noparity)串口通信協(xié)議層奇校驗(odd)有效數(shù)據(jù)和校驗位中“1”的個數(shù)為奇數(shù)比如一個8位長的有效數(shù)據(jù)為：01101001，此時總共有4個“1”，為達到奇校驗效果，校驗位為“1”，最后傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將是8位的有效數(shù)據(jù)加上1位的校驗位總共9位偶校驗(even)

有效數(shù)據(jù)和校驗位中“1”的個數(shù)為偶數(shù)比如一個8位長的有效數(shù)據(jù)為：01101001，此時總共有4個“1”，為達到偶校驗效果，校驗位為“0”，最后傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將是8位的有效數(shù)據(jù)加上1位的校驗位總共9位串口通信協(xié)議層0校驗不管有效數(shù)據(jù)中的內