串口通信原理是什么？

串口通信原理是什么？

一、串口通信原理                     串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据传输到计算机端，而且也能实现计算机对单片机的控制。由于其所需电缆线少，接线简单，所以在较远距离传输中，得到了广泛的运用。串口通信的工作原理请同学们参看教科书。                  以下对串口通信中一些需要同学们注意的地方作一点说明：                  1、波特率选择                     波特率（Boud   Rate）就是在串口通信中每秒能够发送的位数（bits/second）。MSC-               51串行端口在四种工作模式下有不同的波特率计算方法。其中，模式0和模式2波特率计算很简单，请同学们参看教科书；模式1和模式3的波特率选择相同，故在此仅以工作模式1为例来说明串口通信波特率的选择。                     在串行端口工作于模式1，其波特率将由计时/计数器1来产生，通常设置定时器工作于模式2（自动再加模式）。在此模式下波特率计算公式为：                                                波特率=（1+SMOD）*晶振频率/（384*（256-TH1））                  其中，SMOD——寄存器PCON的第7位，称为波特率倍增位；                                             TH1——定时器的重载值。                     在选择波特率的时候需要考虑两点：首先，系统需要的通信速率。这要根据系统的运作特点，确定通信的频率范围。然后考虑通信时钟误差。使用同一晶振频率在选择不同的通信速率时通信时钟误差会有很大差别。为了通信的稳定，我们应该尽量选择时钟误差最小的频率进行通信。                  下面举例说明波特率选择过程：假设系统要求的通信频率在20000bit/s以下，晶振频率为12MHz，设置SMOD=1（即波特率倍增）。则                                                                           TH1=256-62500/波特率                     根据波特率取值表，我们知道可以选取的波特率有：1200，2400，4800，9600，19200。列计数器重载值，通信误差如下表：
                          因此，在通信中，最好选用波特率为1200，2400，4800中的一个。                  2、通信协议的使用                     通信协议是通信设备在通信前的约定。单片机、计算机有了协议这种约定，通信双方才能明白对方的意图，以进行下一步动作。假定我们需要在PC机与单片机之间进行通信，在双方程式设计过程中，有如下约定：                     0xA1：单片机读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机；                  0xA2：单片机从PC机接收一段控制数据；                  0xA3：单片机操作成功信息。                     在系统工作过程中，单片机接收到PC机数据信息后，便查找协议，完成相应的操作。当单片机接收到0xA1时，读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机；当单片机接收到0xA2时，单片机等待从PC机接收一段控制数据；当PC机接收到0xA3时，就表明单片机操作已经成功。                  3、硬件连接                     51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口

通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如计算机的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和计算机的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20
脚连接。                                                                                                                                    使用MAX232串口通信电路图（9孔串口接头）                     串口通讯的硬件电路如上图所示为了能够在计算机端看到单片机发出的数据，我们必须借助一个WINDOWS软件进行观察，这里利用如下图标的一个免费计算机串口调试软件来观察。

串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。大多数计算机（不包括笔记本电脑）包含两个基于RS-232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。

一、串口通信原理                      串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据传输到计算机端，而且也能实现计算 机对单片机的控制。由于其所需电缆线少，接线简单，所以在较远距离传输中，得到了广泛的运用。串口 通信的工作原理请同学们参看教科书。                      以下对串口通信中一些需要同学们注意的地方作一点说明：                   1 、波特率选择                      波特率（ Boud   Rate ）就是在串口通信中每秒能够发送的位数（ bits/second ）。 MSC-                51 串行 端口在四种工作模式下有不同的波特率计算方法。其中，模式 0 和模式 2 波特率计算很简单，请同学们参 看教科书； 模式 1 和模式 3 的波特率选择相同， 故在此仅以工作模式 1 为例来说明串口通信波特率的选择。                   在串行端口工作于模式 1 ，其波特率将由计时 / 计数器 1 来产生，通常设置定时器工作于模式 2 （自动 再加模式）。在此模式下波特率计算公式为：                                                                                                                         波特率 = （ 1+SMOD ） * 晶振频率 / （ 384* （ 256-TH1 ））                   其中， SMOD —— 寄存器 PCON 的第 7 位，称为波特率倍增位；                                              TH1 —— 定时器的重载值。                      在选择波特率的时候需要考虑两点：首先，系统需要的通信速率。这要根据系统的运作特点，确定通 信的频率范围。然后考虑通信时钟误差。使用同一晶振频率在选择不同的通信速率时通信时钟误差会有很 大差别。为了通信的稳定，我们应该尽量选择时钟误差最小的频率进行通信。

串口通信原理是串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。当数据从   CPU经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位。在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。

串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal   Serial   Bus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。    串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。

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