串口与PC机通信的组成原理和具体实现(原理篇,含组件解析)_物联网挑战赛

简介: 串口与PC机通信的组成原理和具体实现(原理篇,含组件解析)_物联网挑战赛

目录


串行通信概念

分类    

同步通信

异步通信

特点


前言


学习之路,长路漫漫,写学习笔记的过程就是把知识讲给自己听的过程。这个过程中,我们去记录思考的过程,便于日后复习,梳理自己的思路。学习之乐,独乐乐,不如众乐乐,把知识讲给更多的人听,何乐而不为呢?

今天学习的是串口与PC机通信的基本概念,串口监听工具Listen的使用,TinyOS编程模式与NesC基本概念。  


正文


串行通信概念


随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展,通信的功能越来越重要。通信是指计算机与外界的信息传输,既包括计算机与计算机之间的传输,也包括计算机与外部设备,如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。在通信领域内,数据通信中按每次传送的数据位数,通信方式可分为:并行通信和串行通信。


串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。使用一条数据线,将数据一位一位地依次传输,每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息,特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。


串口通信时,发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的,每一位为1或者为0。如下图所示。

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分类

 

同步通信


同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式,一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同,通常含有若干个数据字符。它们均由同步字符、数据字符和校验字符(CRC)组成。其中同步字符位于帧开头,用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后,个数没有限制,由所需传输的数据块长度来决定;校验字符有1到2个,用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。


异步通信


异步通信中,在异步通信中有两个比较重要的指标:字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送,通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收,这两个时钟源彼此独立,互不同步。接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑“0”(即字符帧起始位)时,确定发送端已开始发送数据,每当接收端收到字符帧中的停止位时,就知道一帧字符已经发送完毕。


特点


数据在单条一位宽的传输线上,一比特接一比特地按顺序传送的方式称为串行通信。在并行通信中,一个字节(8位)数据是在8条并行传输线上同时由源传到目的地;而在串行通信方式中,数据是在单条1位宽的传输线上一位接一位地顺序传送。这样一个字节的数据要分8次由低位到高位按顺序一位位地传送。由此可见,串行通信的特点如下:


1、节省传输线,这是显而易见的。尤其是在远程通信时,此特点尤为重要。这也是串行通信的主要优点。


2、数据传送效率低。与并行通信比,这也这是显而易见的,这也是串行通信的主要缺点。


例如:传送一个字节,并行通信只需要1T的时间,而串行通信至少需要8T的时间。由此可见,串行通信适合于远距离传送,可以从几米到数千公里。对于长距离、低速率的通信,串行通信往往是唯一的选择。并行通信适合于短距离、高速率的数据传送,通常传输距离小于30米。特别值得一提的是,现成的公共电话网是通用的长距离通信介质,它虽然是为传输声音信号设计的,但利用调制解调技术,可使现成的公共电话网系统为串行数据通信提供方便、实用的通信线路。


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