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[8-1] 串口通信_哔哩哔哩_bilibili
智谱清言
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串口是一种应用非常广泛的通讯接口#xff0c;串口成本低#xff0c;容易使用#xff0c;通信线路简单#xff0c;可实现两个设…本文来源
[8-1] 串口通信_哔哩哔哩_bilibili
智谱清言
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串口Serial Port
串口是一种应用非常广泛的通讯接口串口成本低容易使用通信线路简单可实现两个设备的互相通信。
串口是计算机或其他设备上用于串行通信的接口。它允许数据一位接一位地顺序传输与并行通信不同后者同时传输多位数据。串口通常用于连接各种外部设备如调制解调器、条形码扫描器、传感器、工业设备等。
串口的一些特点包括
数据传输速率串口的数据传输速率可以从几十到几兆比特每秒不等。接口标准最常见的串口标准是RS-232但还有其他如RS-485、RS-422等。信号线RS-232串口通常包括接收线RX、发送线TX、地线GND以及控制信号线如RTS、CTS、DTR、DSR等。
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单片机的串口可以使单片机与单片机单片机与电脑单片机与各式各样的模块互相通信极大的扩展了单片机的应用范围增强了单片机系统的硬件实力。
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串行通信Serial Communication
串行通信是一种数据传输方式其中数据位按顺序一个接一个地发送。这种通信方式只需要一对传输线在某些情况下可能需要更多如全双工通信因此比并行通信更简单、成本更低尤其是在长距离通信中。
串行通信的关键特点包括
位序数据按照一定的顺序发送通常是先发送最低有效位LSB或最高有效位MSB。同步与异步串行通信可以是同步的也可以是异步的。同步通信需要一个时钟信号来同步发送和接收设备而异步通信则不需要时钟信号它使用起始位和停止位来界定每个数据帧。错误检测串行通信通常包括错误检测机制如奇偶校验位来确保数据的准确性。
串行通信的常见应用包括
调制解调器通信通过电话线进行数据传输。工业控制连接传感器、执行器和其他工业设备。串行设备接口如USB到串口转换器用于连接旧式串口设备到现代计算机。
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51单片机内部自带UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)(通用异步收发器)可实现单片机的串行通信。
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单片机与电脑通信
电脑端使用usb转串口。
DB9接口
USB接口通过USB转串口模块与串口进行通信。
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USB接口---串口
TXD:transmit exchange data 发送交换数据 -------
在电子电路中VCC和GND是两个非常重要的术语它们分别代表不同的概念 VCC 定义VCC通常表示电路的供电电压。它来自于“Collector Voltage”或“Circuit Voltage”的缩写。在双极型晶体管如NPN晶体管的电路中VCC通常指的是集电极电源电压。应用在数字电路和模拟电路中VCC可以理解为电路中的5V、12V及其他正电压。它主要表示Bipolar电路的电源其中“C”代表Collector集电极。在集成电路早期通常只有NPN管后来才集成进去PNP管。 GND 定义GND代表电路中的地线或0线是电路的参考点。它来源于“Ground”的缩写。应用GND在电路图中和电路板上表示地线或0线是电路中所有电压测量的参考点。对于电源来说GND通常是电源的负极。但这个“地”并不总是真正意义上的地它有时需要与大地连接有时则不需要这取决于具体的应用情况。
在电路设计中VCC和GND的正确使用对于电路的性能和功能至关重要。VCC通常连接到外部电源电路为电路提供所需的正电压而GND则为电路提供一个稳定的参考点确保电路中的电压和信号正确地传输和处理。 ----------
电平标准不一致机器容易烧坏需要添加电平转换芯片。
台式机的DB9接口与单片机的DB9接口的电平是不一样的。如果要进行通信需要电平转换芯片。
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如果说设备1和设备2都是独立供电那么可以不接VCC
但如果设备1独立供电设备2不可独立供电则需要接VCC让设备1为设备2供电。
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TTL电路全称为晶体管-晶体管逻辑电路Transistor-Transistor Logic是一种数字集成电路。它采用双极型工艺制造以其高速度和高功耗相对于CMOS以及品种多样而著称。TTL电路的核心元件是双极晶体管这些晶体管被用来执行逻辑功能提供开关功能。TTL电路的特点之一是当门的输入未连接时默认为逻辑高电平1。
TTL电路的发展经历了多个阶段从六十年代的第一代产品开始包括了SN54/74系列。这些系列根据工作温度的不同而有所区别例如54系列的工作温度为-55125摄氏度而74系列为075摄氏度。随后的发展中出现了低功耗系列lttl、高速系列HTTL、肖特基箝位系列STTL和低功耗肖特基系列LSTTL等。由于LSTTL和ALSTTL的电路延时功耗积较小STTL和ASTTL速度很快因此获得了广泛的应用。
TTL电路的分类非常多样大约有400多个品种主要包括门电路、译码器/驱动器、触发器、计数器、移位寄存器、单稳、双稳电路和多谐振荡器等。此外还有加法器、乘法器、奇偶校验器、码制转换器、线驱动器/线接收器、多路开关和存储器等。
在TTL逻辑电平方面大多数系统依赖于3.3V或5V TTL电平。TTL电路的阈值电压电平是关键参数例如标准5V TTL电平下的最小输出高电压VOH为2.7V最小输入高电压VIH为2V最大输出低电压VOL为0.4V最大输入低电压VIL为0.8V。这些参数确保了TTL电路的可靠性和抗干扰能力。
总的来说TTL电路在数字电子技术中占有重要地位广泛应用于各种逻辑功能和电路设计之中
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DB9接口
DB9是一种物理连接器它具有9个引脚pins通常用于串行通信设备。DB9接口是DE-9的俗称其中“D”代表注册的插头D-subminiature而“9”代表接口的引脚数量。DB9接口广泛应用于串行通信如RS-232、RS-422和RS-485等协议。
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两线压差两根线的电压差值
RS485是一种串行通信协议它采用差分信号传输方式具有抗干扰能力强、传输距离远、速率高等特点广泛应用于工业控制、网络通信等领域。以下是RS485差分传输的一些基本特点 差分信号RS485使用两根信号线分别称为A线和B线。差分信号传输是通过比较A线和B线之间的电压差来实现的。这种传输方式可以有效抑制共模干扰提高信号传输的可靠性。 半双工通信RS485支持半双工通信即数据可以在同一对线上双向传输但同一时间只能单向传输。通过控制发送和接收的切换实现数据的双向传输。 多点通信RS485网络支持多点通信即多个设备可以连接到同一条总线上。通过地址编码或控制逻辑实现设备之间的数据交换。 传输速率RS485的传输速率可达10Mbps但在实际应用中受传输距离和通信速率的限制一般使用的速率在100Kbps到1Mbps之间。 传输距离RS485的传输距离可达1200米速率低于100Kbps时在高速传输时距离会相应缩短。 抗干扰能力由于采用差分传输RS485具有较强的抗共模干扰能力适用于环境恶劣的工业现场。 接口电路RS485接口电路通常包括差分驱动器和差分接收器。差分驱动器负责将单端信号转换为差分信号并发送到总线上差分接收器则将总线上的差分信号转换为单端信号。 电气特性RS485标准定义了电气特性如驱动器输出电压、接收器输入电压范围、共模电压范围等以确保不同设备之间的兼容性。
总之RS485差分传输因其稳定性和可靠性在工业控制、自动化等领域得到了广泛应用。
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RS485与DB9接口的关系
RS485协议并不规定必须使用特定的物理接口而DB9接口也不限定必须用于某种特定的通信协议。然而在实际应用中RS485设备常常使用DB9接口作为物理连接器因为DB9接口在串行通信设备中非常普遍。以下是RS485与DB9接口结合使用时的一些常见连接方式
引脚2RXD通常连接到RS485接收器的差分输入正端A。引脚3TXD通常连接到RS485驱动器的差分输出正端A。引脚5GND通常用作信号地。引脚7RTS在一些实现中RTSRequest To Send信号被用来控制RS485收发器的方向即当RTS为高电平时设备处于发送状态当RTS为低电平时设备处于接收状态。
需要注意的是并不是所有的RS485设备都使用DB9接口有些设备可能使用其他类型的连接器如RJ45、端子块等。此外RS485设备的具体引脚分配可能会根据制造商的设计而有所不同因此在连接RS485设备时最好查阅相关的硬件文档以确定正确的连接方式。 -----------------
TTL,RS232:传输距离最多十多米
RS232一般用于电脑间传输
RS485:传输距离最多1000米以上
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低电压单片机
高电压电脑
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51单片机不支持数据流控制
DB9接口中某些接口用于进行数据流控制
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