串口通信原理及其应用

串口通信原理及其应用

什么是串口通信

串口通信是一种数据传输方式，它是指将数据按照一定的规则和顺序，以位为单位，逐个地在两个设备之间进行传输。串口通信的优点是简单、可靠、成本低，缺点是速度慢、距离短、容量小。

串口通信的组成部分

串口通信主要由以下几个部分组成：

1.发送端和接收端：发送端是指发出数据的设备，接收端是指接收数据的设备。发送端和接收端之间需要有一根连接线，称为串行线。

2.发送缓冲区和接收缓冲区：发送缓冲区是指存储待发送数据的内存区域，接收缓冲区是指存储已接收数据的内存区域。发送缓冲区和接收缓冲区的大小一般为8位或16位。

3.发送移位寄存器和接收移位寄存器：发送移位寄存器是指将发送缓冲区中的数据按照一定的顺序和速率，逐位地移出并输出到串行线上的寄存器。接收移位寄存器是指将串行线上输入的数据按照一定的顺序和速率，逐位地移入并存储到接收缓冲区中的寄存器。

4.发送控制寄存器和接收控制寄存器：发送控制寄存器是指控制发送移位寄存器的工作状态和参数的寄存器。接收控制寄存器是指控制接收移位寄存器的工作状态和参数的寄存器。

5.波特率发生器：波特率发生器是指产生并提供给发送移位寄存器和接收移位寄存器所需的时钟信号的电路。波特率是指每秒钟传输的二进制位数，它决定了串口通信的速度。

串口通信的工作流程

串口通信的工作流程大致如下：

1. 发送端将要发送的数据从主存储器中读取到发送缓冲区中。

2. 发送控制寄存器根据设定好的参数，如数据位数、校验方式、停止位数等，对发送缓冲区中的数据进行编码，并将编码后的数据送入发送移位寄存器中。

3. 发送移位寄存器根据波特率发生器提供的时钟信号，将编码后的数据逐位地从最低有效位开始，输出到串行线上，并在每个数据位之前加上一个起始位，以标志数据开始。

4. 接收端根据波特率发生器提供的时钟信号，从串行线上逐位地读取输入的数据，并将其送入接收移位寄存器中。

5. 接收控制寄存器根据设定好的参数，如数据位数、校验方式、停止位数等，对接收移位寄存器中的数据进行解码，并将解码后的数据送入接收缓冲区中。

6. 接收端将接收缓冲区中的数据从主存储器中读取出来，并进行相应的处理。

串口通信的应用

串口通信在计算机、通信、工业控制等领域有广泛的应用，例如：

1.串口通信可以用于计算机之间或计算机与外部设备之间的数据交换，如打印机、鼠标、键盘、调制解调器等。

2.串口通信可以用于通信系统中的信号传输，如电话、传真、无线电等。

3.串口通信可以用于工业控制系统中的设备控制，如传感器、执行器、仪表等。

串口通信是一种简单、可靠、成本低的数据传输方式，它由发送端和接收端、发送缓冲区和接收缓冲区、发送移位寄存器和接收移位寄存器、发送控制寄存器和接收控制寄存器、波特率发生器等部分组成，它的工作流程是将数据按照一定的规则和顺序，以位为单位，逐个地在两个设备之间进行传输，它在计算机、通信、工业控制等领域有广泛的应用。