《串行通信介绍》课件.pptx

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1、串行通信介绍 创作者：ppt制作人时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 串行通信协议串行通信协议第第3 3章章 串行通信芯片串行通信芯片第第4 4章章 串行通信接口串行通信接口第第5 5章章 串行通信设备串行通信设备第第6 6章章 总结总结第第7 7章章 串行通信介绍串行通信介绍 0101第1章 简介 串行通信的定义串行通信的定义串行通信是指将整个字符位或字节按照位的顺序一个一个地串行通信是指将整个字符位或字节按照位的顺序一个一个地传输的通信方式。传输的通信方式。串行通信的特点每次只传输一个位或一个字节带宽利用率低单个线路传输距离有限信号传输距离较远串行通信信号的传输

2、方式使其更容易通过噪声和其他干扰对环境抗干扰能力强 串行通信的优点可以适应不同的传输速率和通信协议灵活性高串行通信信号的传输方式使其更容易通过噪声和其他干扰抗干扰能力强传输距离较远的情况下，串行通信的信号衰减比并行通信小适用于长距离传输 串行通信的缺点每次只传输一个位或一个字节，所以速度相对较慢速度慢单个线路传输距离有限传输距离受限传输速率和通信协议的不同需要不同的处理方式，系统设计较为复杂系统设计复杂 串行通信的应用串行通信的应用串行通信在现代通信中应用广泛，如串行接口、串口、串行串行通信在现代通信中应用广泛，如串行接口、串口、串行总线、串行通信网络等。总线、串行通信网络等。串行通信串行通信

3、一种通信的方式一种通信的方式可以通过串口实现可以通过串口实现在各种应用中都有广泛的应用在各种应用中都有广泛的应用 串口通信与串行通信的区别串口通信串口通信一种特殊的串行通信方式一种特殊的串行通信方式通常使用串行端口进行连接和通常使用串行端口进行连接和发送数据发送数据在一些嵌入式系统中应用广泛在一些嵌入式系统中应用广泛数据和时钟信号用同一条线传输同步串行通信0103数据和时钟信号分别用不同的线传输，但数据的同步是由时钟信号控制的半同步串行通信02数据和时钟信号分别用不同的线传输异步串行通信串行通信的未来随着通信技术的不断进步，串行通信将逐渐代替并行通信成为主流的通信方式，未来将应用于各种领域，如

4、物联网、智能家居、智能交通等。0202第2章 串行通信协议 常用的串行通信协议UART/SPI的替代品USART高速串行通信协议SPI双向串行通信协议I2C USARTUSART通信协通信协议议USARTUSART（Universal Synchronous Asynchronous Universal Synchronous Asynchronous Receiver TransmitterReceiver Transmitter）通信协议是一种通用的串行通信协）通信协议是一种通用的串行通信协议，实现了异步、同步和单向、双向通信。议，实现了异步、同步和单向、双向通信。USARTUSART协议

5、的工协议的工作原理是：通过波特率分频器将时钟信号分频得到通信时序，作原理是：通过波特率分频器将时钟信号分频得到通信时序，然后将数据通过寄存器进行传输，最终通过串行线路进行传然后将数据通过寄存器进行传输，最终通过串行线路进行传输。输。SPISPI通信协议通信协议SPISPI（Serial Peripheral InterfaceSerial Peripheral Interface）通信协议是一种高速）通信协议是一种高速串行通信协议，适用于短距离数据传输。串行通信协议，适用于短距离数据传输。SPISPI协议的工作原协议的工作原理是：通过主从模式进行通信，主设备通过控制时钟信号来理是：通过主从模式

6、进行通信，主设备通过控制时钟信号来产生通信时序，然后将数据通过寄存器进行传输，最终通过产生通信时序，然后将数据通过寄存器进行传输，最终通过串行线路进行传输。串行线路进行传输。I2CI2C通信协议通信协议I2CI2C（Inter-Integrated CircuitInter-Integrated Circuit）通信协议是一种双向串行）通信协议是一种双向串行通信协议，适用于短距离数据传输。通信协议，适用于短距离数据传输。I2CI2C协议的工作原理是：协议的工作原理是：通过主从模式进行通信，主设备通过控制时钟信号来产生通通过主从模式进行通信，主设备通过控制时钟信号来产生通信时序，然后将数据通过寄

7、存器进行传输，最终通过串行线信时序，然后将数据通过寄存器进行传输，最终通过串行线路进行传输。路进行传输。USART通信协议USART是一种通用的串行通信协议定义通过波特率分频器将时钟信号分频得到通信时序，然后将数据通过寄存器进行传输工作原理 SPI通信协议SPI是一种高速串行通信协议定义通过主从模式进行通信，主设备通过控制时钟信号来产生通信时序，然后将数据通过寄存器进行传输工作原理 I2C通信协议I2C是一种双向串行通信协议定义通过主从模式进行通信，主设备通过控制时钟信号来产生通信时序，然后将数据通过寄存器进行传输工作原理 USART/SPI数据传输速度快0103I2C支持多设备通信02USA

8、RT支持多种通信方式总结串行通信协议在数字系统中有着广泛的应用，常见的USART、SPI和I2C通信协议以其高速传输、可靠性等特点得到广泛的应用。0303第3章 串行通信芯片 常用的串行通信芯片介绍MAX232芯片的介绍MAX232芯片MAX485芯片的介绍MAX485芯片CP2102芯片的介绍CP2102芯片 MAX232MAX232芯片芯片MAX232MAX232芯片是一种多功能芯片是一种多功能RS232RS232驱动器收发器，可以将驱动器收发器，可以将TTLTTL级别的信号转换为级别的信号转换为RS232RS232标准电平信号。标准电平信号。MAX232MAX232芯片芯片可以实现在串行

9、通信中的收发功能，同时具有抗干扰能力及可以实现在串行通信中的收发功能，同时具有抗干扰能力及短路保护等特点。短路保护等特点。MAX232MAX232芯片的芯片的应用应用MAX232MAX232芯片广泛应用于串口通信、计算机通信、调试通信芯片广泛应用于串口通信、计算机通信、调试通信以及各种工业自动化控制等领域。以及各种工业自动化控制等领域。MAX232MAX232芯片可以实现电芯片可以实现电脑与其他嵌入式系统之间的通信，在嵌入式系统开发中发挥脑与其他嵌入式系统之间的通信，在嵌入式系统开发中发挥着重要的作用。着重要的作用。最高可达10Mbps高速数据传输0103支持半双工或全双工模式灵活的工作模式0

10、2工作电流仅为3.5mA低功耗MAX485芯片的应用MAX485芯片广泛应用于工业自动化控制、智能家居、电力系统、安防系统等领域。在工业控制中，MAX485芯片可以实现PLC、DCS、SCADA等设备之间的通信，方便了工业控制的实现。高速数据传输高速数据传输最高可达最高可达921600bps921600bps内置内置128128字节数据缓冲区字节数据缓冲区多重电源供应多重电源供应支持支持USBUSB总线电源供应总线电源供应支持外部支持外部5V5V电源供应电源供应丰富的接口丰富的接口支持支持UARTUART、GPIOGPIO、SPISPI等多种等多种接口接口支持支持JTAGJTAG、SWDSWD

11、等调试接口等调试接口CP2102芯片蓝牙模块集成蓝牙模块集成支持支持SPPSPP、HFPHFP、A2DPA2DP等多种等多种蓝牙协议蓝牙协议支持蓝牙音频输出支持蓝牙音频输出 0404第4章 串行通信接口 常用的串行通信接口高速传输、热插拔USB接口串行通信标准、单向传输RS232接口串行通信标准、多设备共享RS485接口 USBUSB接口的介接口的介绍绍USBUSB（Universal Serial BusUniversal Serial Bus）是包含了多个功能的通用串）是包含了多个功能的通用串行总线，具有高速、热插拔、多设备共享等优点。它可以连行总线，具有高速、热插拔、多设备共享等优点。它

12、可以连接各种外设，如打印机、键鼠、手机等。接各种外设，如打印机、键鼠、手机等。USBUSB有多个版本，有多个版本，如如USB1.0USB1.0、USB2.0USB2.0、USB3.0USB3.0等。等。USBUSB接口的应接口的应用用USBUSB接口应用广泛，如接口应用广泛，如PCPC机、笔记本电脑、移动设备等。机、笔记本电脑、移动设备等。USBUSB接口提供了电源、数据传输、音频输出等多种功能，支接口提供了电源、数据传输、音频输出等多种功能，支持多种协议，如持多种协议，如UHCIUHCI、OHCIOHCI、EHCIEHCI、XHCIXHCI等。等。RS232接口的介绍RS232是一种串行通信

13、标准，用于数据传输什么是RS232接口单向传输，每次一个字符RS232接口的工作原理最高可达115200bpsRS232接口的传输速率 RS232接口的应用与电脑、调试工具实现通信串口通信与PLC实现通信PLC通信与单片机实现通信单片机通信 RS485接口的介绍RS485是一种串行通信标准，多设备共享什么是RS485接口半双工传输，差分信号RS485接口的工作原理最远可达1200mRS485接口的传输距离 RS485接口的应用与传感器、执行器等实现通信工业控制与各种设备联网智能家居与电子设备、传感器等实现通信车载通信 0505第5章 串行通信设备 常用的串行通信设备可将串行口的数据发送到计算机

14、的USB口串口转USB设备可将串行口的数据发送到以太网串口转以太网设备可将串行口的数据发送到WIFI网络串口转WIFI设备 串口转串口转USBUSB设设备介绍备介绍串口转串口转USBUSB设备可以将串行口的数据发送到计算机的设备可以将串行口的数据发送到计算机的USBUSB口。口。这种设备可以极大地扩展计算机的接口，方便用户进行串行这种设备可以极大地扩展计算机的接口，方便用户进行串行通信操作。通信操作。串口转USB设备应用通过串口转USB设备将调试信息发送到计算机串口调试通过串口转USB设备将数据采集到计算机串口数据采集通过串口转USB设备控制串口设备控制串口设备 串口转以太网设备介绍利用串口与

15、以太网之间的转换实现数据传输串口转以太网设备原理可将串口设备接入以太网，实现网络通信串口转以太网设备特点根据功能和应用场景的不同，可分为多种类型串口转以太网设备分类 串口转以太网设串口转以太网设备应用备应用串口转以太网设备可将串口设备接入以太网，实现网络通信。串口转以太网设备可将串口设备接入以太网，实现网络通信。这种设备被广泛应用于自动化、物联网、智能交通、电力监这种设备被广泛应用于自动化、物联网、智能交通、电力监控等领域。控等领域。优点优点灵活性高，可根据需要选择无灵活性高，可根据需要选择无线网络的类型线网络的类型易于部署和维护易于部署和维护具有稳定可靠的性能具有稳定可靠的性能应用应用无线数

16、据传输无线数据传输远程控制和监控远程控制和监控数据采集和处理数据采集和处理注意事项注意事项选择合适的无线网络类型选择合适的无线网络类型保证设备的安全性保证设备的安全性测试设备的性能和稳定性测试设备的性能和稳定性串口转WIFI设备介绍功能功能实现串口数据与无线网络的连实现串口数据与无线网络的连接接提供多种接口协议支持提供多种接口协议支持支持数据加密和解密支持数据加密和解密串口转WIFI设备应用通过串口转WIFI设备实现智能家居的远程控制智能家居通过串口转WIFI设备将医疗设备的数据上传到云端进行分析医疗设备通过串口转WIFI设备实现工业设备的远程控制和监控工业自动化 0606第6章 总结 串行通

17、信技术的发展历程电报、电话、计算机网络串行通信技术的起源RS-232、USB、PCIe串行通信技术的现状 串行通信技术的未来发展光纤通信、无线通信、量子通信新型串行通信技术的发展趋势智能化、高速化、安全性串行通信技术的未来展望 串行通信技术的应用领域工业自动化、控制系统工业领域移动通信、互联网通信通信领域武器系统、通信保密军事领域医疗、教育、娱乐等其他领域高速串行通信技术的研究和应用挑战：速度0103信号处理技术的研究和应用挑战：抗干扰性能02光纤通信技术的发展和应用挑战：距离总结串行通信技术的应用范围越来越广泛，从传统的电报、电话到现代的网络、移动通信，都使用了串行通信技术。未来，随着物联网

18、、智能家居、工业4.0等的发展，串行通信技术将迎来更广泛的应用和更高的要求。0707第7章 串行通信介绍 知识点回顾RS-232、RS-485、SPI、I2C等串行通信协议MAX232、MAX485、CP2102等串行通信芯片USB、UART、CAN等串行通信接口传感器、计量仪表、卡片读写器等串行通信设备学习收获包括传输方式、通信协议、通信芯片等掌握串行通信的基本概念了解RS-232、RS-485、SPI、I2C等协议和MAX232、MAX485、CP2102等芯片熟悉常用的串行通信协议和芯片学会如何使用USB、UART、CAN等接口进行串行通信理解串行通信接口的原理和使用方法了解传感器、计量仪表、卡片读写器等设备的特点和应用熟悉串行通信设备的类型和应用场景提高方向学习更高级的通信协议和芯片，掌握更多的应用技巧进一步深入理解串行通信的原理和应用学会如何设计和编写与串行通信相关的硬件和软件学习相关的硬件设计和软件编程知识了解物联网、智能家居等领域的串行通信应用，掌握相关技能掌握物联网、智能家居等相关技术 结束语感谢大家的听讲，希望今天的课程对大家有所帮助！谢谢观看！再会