《串行口通信技術(shù)》PPT課件目錄contents串行口通信概述串行口通信協(xié)議串行口硬件接口串行口軟件編程串行口通信調(diào)試與故障排除01串行口通信概述串行口通信是一種數(shù)據(jù)傳輸方式，通過串行方式逐位傳輸數(shù)據(jù)。它通常使用一條信號線來傳輸數(shù)據(jù)，也可以使用多條信號線來傳輸更多數(shù)據(jù)。串行口通信具有低成本、低功耗、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，因此在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。串行口通信的基本概念串行口通信的分類01根據(jù)傳輸速率，串行口通信可以分為低速、中速、高速三種類型。02根據(jù)傳輸方式，串行口通信可以分為同步串行和異步串行兩種類型。根據(jù)傳輸協(xié)議，串行口通信可以分為RS-232、RS-485、SPI、I2C等類型。03串行口通信在計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的通信中得到廣泛應(yīng)用，如打印機(jī)、掃描儀等。在工業(yè)控制領(lǐng)域，串行口通信用于實(shí)現(xiàn)傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制。在智能家居領(lǐng)域，串行口通信用于實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部各種智能設(shè)備之間的互聯(lián)互通。串行口通信的應(yīng)用場景02串行口通信協(xié)議RS-232是一種串行通信協(xié)議，定義了數(shù)據(jù)在單個(gè)線上的傳輸方式。定義傳輸方式傳輸速率距離限制全雙工模式，允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸。最高傳輸速率為20kbps。由于電壓和電流的限制，傳輸距離通常不超過15米。RS-232協(xié)議定義RS-485是一種改進(jìn)的串行通信協(xié)議，克服了RS-232的限制。傳輸方式半雙工模式，數(shù)據(jù)只能在一個(gè)方向上傳輸，但在任何時(shí)候都可以切換方向。傳輸速率最高傳輸速率為10Mbps。距離限制由于采用了差分信號傳輸方式，傳輸距離大大增加，最遠(yuǎn)可達(dá)1200米。RS-485協(xié)議定義SPI是一種同步串行通信協(xié)議，常用于微控制器和外設(shè)之間的通信。傳輸方式全雙工模式，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘信號的驅(qū)動下同步傳輸。傳輸速率最高傳輸速率為50Mbps。特點(diǎn)使用四根線，分別是時(shí)鐘線、主從設(shè)備選擇線、數(shù)據(jù)輸入線和數(shù)據(jù)輸出線。SPI協(xié)議I2C是一種同步串行通信協(xié)議，常用于連接微控制器和各種外設(shè)。定義半雙工模式，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘信號的驅(qū)動下同步傳輸。傳輸方式最高傳輸速率為400kbps。傳輸速率使用兩根線，一根是數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時(shí)鐘線SCL。多個(gè)設(shè)備可以連接到同一條總線上，通過地址唯一標(biāo)識每個(gè)設(shè)備。特點(diǎn)I2C協(xié)議特點(diǎn)使用兩根線，分別是CAN_H和CAN_L，通過差分信號傳輸數(shù)據(jù)。具有高可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，廣泛應(yīng)用于汽車和工業(yè)自動化領(lǐng)域。定義CAN是一種用于汽車和工業(yè)自動化領(lǐng)域的串行通信協(xié)議。傳輸方式多主模式，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在同一總線上通信。傳輸速率最高傳輸速率為1Mbps。CAN協(xié)議03串行口硬件接口RS-232接口采用25針或9針連接器，常用于計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的通信。RS-485接口采用4線制，具有多點(diǎn)通信能力，常用于長距離通信和多點(diǎn)通信。USB接口通用串行總線接口，采用4線制，支持熱插拔和即插即用。串行口硬件接口的種類將兩個(gè)設(shè)備直接通過信號線連接起來，適用于近距離通信。直連方式轉(zhuǎn)換器連接方式集線器連接方式通過轉(zhuǎn)換器將一種接口轉(zhuǎn)換為另一種接口，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的通信。通過集線器將多個(gè)設(shè)備連接到一起，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備同時(shí)通信。030201串行口硬件接口的連接方式123用于傳輸數(shù)據(jù)信號，通常有TXD（發(fā)送）和RXD（接收）兩根數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)線用于傳輸控制信號，包括RTS（請求發(fā)送）、CTS（清除發(fā)送）、DSR（數(shù)據(jù)設(shè)置就緒）和DCD（數(shù)據(jù)載波檢測）等?？刂凭€用于屏蔽干擾和接地，是所有信號線的參考點(diǎn)。地線串行口硬件接口的信號線定義04串行口軟件編程設(shè)置串口的通信參數(shù)，如波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位等。初始化串口通過調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)打開串口設(shè)備文件，建立程序與串口的通信連接。打開串口通過調(diào)用讀寫函數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。讀寫數(shù)據(jù)在程序結(jié)束時(shí)，需要關(guān)閉串口，釋放資源。關(guān)閉串口串行口軟件編程的基本流程fopen()：打開串口設(shè)備文件。fclose()：關(guān)閉串口設(shè)備文件。fread()/fwrite()：讀寫數(shù)據(jù)。tcgetattr()/tcsetattr()：獲取和設(shè)置串口參數(shù)。串行口軟件編程的常用函數(shù)串行口軟件編程的注意事項(xiàng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，需要檢查發(fā)送緩沖區(qū)是否已滿，避免數(shù)據(jù)丟失。在程序結(jié)束時(shí)，需要確保關(guān)閉了所有打開的串口連接，釋放資源。確保在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)格式與串口設(shè)置的數(shù)據(jù)格式一致。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，需要檢查接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)可讀，避免讀取空數(shù)據(jù)。05串行口通信調(diào)試與故障排除ABCD串行口通信調(diào)試的方法硬件連接檢查確保串行口硬件連接正確，無短路或斷路現(xiàn)象。數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)設(shè)置根據(jù)通信協(xié)議，合理配置數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)位。波特率設(shè)置根據(jù)通信協(xié)議，設(shè)置合適的波特率，確保數(shù)據(jù)傳輸速率匹配。通信測試通過發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，測試串行口通信是否正常。檢查連接線是否松動或損壞，以及設(shè)備端口配置是否正確。通信中斷檢查波特率等參數(shù)設(shè)置是否匹配，以及數(shù)據(jù)格式是否符合協(xié)議要求。數(shù)據(jù)接收錯(cuò)誤采取措施減少噪聲干擾，如使用屏蔽線、調(diào)整波特率等。噪聲干擾檢查設(shè)備是否支持所需的通信協(xié)議和參數(shù)設(shè)置。設(shè)備不兼容串行口通信常見故障及排除方法使用高速傳輸模式合理設(shè)置數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)位，減少數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。優(yōu)化數(shù)據(jù)格式避免