沟通是每个人每天都做的活动。沟通是发送（传输）或接收两侧或更多侧之间的数据（信息）。在电子世界中，沟通以某种方式完成。该协议调节它。协议由一组规则组成，可确保安全可靠的通信过程。
在本文中，我们正试图解释我们日常生活中运行的串行通信，而无需我们意识到。我们经常遇到的最熟悉的串行通信是USB连接。为了了解更多关于它的知识，这篇文章在这里意味着你。
什么是串行通信？
串行通信是一种在二进制脉冲形式的时间发送或数据发送或数据的方法。二进制意味着零表示0伏或逻辑低，而一个代表5伏或逻辑高。基于传输模式，串行通信可以如下分类：
1.单纯形模式
它是一种单向通信方法。这意味着接收器或发射器一次是活动的。当变送器发送数据7时，接收器只接受它。它可以在无线电和电视传输中找到。键盘和监视器也是单纯形模式的示例。
2.半双工模式
此传输模式允许发送器和发件人处于活动状态，但不会一次。也可以说是一种双向通信方法，而是一次一项活动。如果发射器正在发送数据，那么接收方只能接受它。另一方面，如果接收器正在发送数据，则发送器只能接受它。对讲机是半双工模式的简单示例。
3.全双工模式
全双工模式是发射机和接收机可以同时发送和接收数据的模式。简单地说，这是一种同时进行的双向沟通方式。智能手机或电话单元是一个简单的例子。
在性能爱游戏KG百家乐级别方面，单纯形模式提供了这三个的最小性能。虽然半双工位于中间，但全双工提供了最佳性能。
串行与并行交流
除了串行通信外，我们知道还存在并行通信来传输数据。下表将帮助您更好地了解两者之间的差异。
| 串行通信 | 并行交流 |
| ——低成本生产 | - 高成本生产 |
| - 一次向一位发送数据 | —一次发送一组数据 |
| - 一个电线数据传输 | - “n”线号的“n”数据传输 |
| ——低速 | ——高速 |
| - 适用于遥远的沟通 | -适合近距离通讯 |
| - 例如：PC到PC，微控制器到微控制器 | —举例:PC到打印机、HDMI、DVI、PCI |
串行通信如何工作？
串行通信每次传输一位数据。这意味着需要更少的输入输出(I/O)，从而需要更少的空间和更多的串扰电阻。这一切都使整个嵌入式系统的成本更低，并使其适合远程通信。下面的插图描述了串行通信工作的简单性。
从图中，我们知道时钟在串行通信中起着重要的作用。当时钟出现故障时，会影响数据传输。另一方面，串行设备有不同的时钟信号。下一节将更多地解释基于时钟信号的分类。
串行通信类型
串行设备所需的不同时钟信号导致将同步协议分类为同步协议和异步协议。
1.同步串行接口
同步串行接口是指主设备和从设备都使用单一总线来传输数据和时钟。这意味着使用这种接口类型有很多优点。使用同一总线可以使数据传输更快。在波特率，将没有不匹配。
- 在发射器方面：因为没有添加到数据的开始，停止和奇偶校验位，那么在串行线路上都有一个数据偏移。
- 在接收端:数据提取是通过使用发射机的时钟完成的，然后它被转换回并行形式。
这种类型最著名的是SPI和I2C。
这些是使用同步串行接口的协议：
SPI协议
SPI代表串行外围界面。它允许具有SPI功能的多个微控制器，以便在主从关系中彼此连接。典型的SPI有四个键入互连，例如MISO（奴隶中的主站），MOSI（Master Out从站），SCK（串行时钟）和SS（从属选择）。普通的微控制器将有SPI引脚连接到其他微控制器。
一个优势。
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- 非常适合高速数据通信（高达10Mbps）
- 可配置的主从状态
- 可以有无限的从属号码
湾缺点
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- 它需要比I2C更多的布线（6根电线）
I2C协议
I2C是在不同的ic或模块之间使用两线通信的集成电路。这两条线是SCL(串行时钟)和SDA(串行数据地址)。它可以连接1024个外设，因为它使用7位或10位的寻址系统来确定I2C总线上的指定设备。典型的现代微控制器大多有I2C引脚进行通信。
一个优势。
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- 适合船上的通信
- 比SPI所需的电线更少（2根电线）
- 易于设置
湾缺点
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- 它的速度（400kbps）比spi慢
- 有限可连接设备，它使用10或7位寻址系统。
USB
通用串行总线（USB）是一种具有广泛应用实现和易于使用的协议。该协议在几乎所有电子设备中存在，例如摄像机，智能手机，键盘，打印机和扫描仪。此外，我们在从测量仪器到PC的数据记录活动中使用它。由于其尺寸和速度，它取代了较慢和笨重的串行和并行接口。
一个优势。
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- 使用方便，应用范围广
- 不太干扰
- 较小的尺寸
- 以低成本提供
- 支持各种速度（用于USB V1.0的1.5Mbps，480Mbps为USB v2.0，5Gbps for USB v3.0）
湾缺点
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- 有限的USB连接线，根据其标准是5米。你需要一个USB集线器来扩展距离。
- 它没有广播功能。
能够
控制器区域网络(CAN)是一种串行通信类型，最初是为汽车工业创建的。它提供了一个持久和廉价的网络，帮助多个现场设备彼此通信。它消除了对系统中每个设备单独的模拟和数字输入的需要。
一个优势。
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- 1兆比特/秒的数据速率可达几公里
- 出色的错误检测和限制功能
- 帮助多个现场设备彼此通信
湾缺点
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- 软件开发和维护成本
- 不希望的互动的可能性
导电带
它是具有不同时间和数据的不同时间和锁存的SPI子集。也称为3线界面，因为3线是SI作为微控制器的串行输入线，因此作为串行输出线，以及SK作为串行时钟。
一个优势。
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- 3Mbps全双工
- 3线接口
湾缺点
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- 时钟率比较新的SPI版本更慢
JTAG
它代表联合测试动作组，是一种验证设计和测试印刷电路板的行业标准。本标准以完成片上仪器完成数字仿真的工具实现。
一个优势。
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- 更少调试时间
- 具有成本效益的生产
- 加强产品质量
湾缺点
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- 良好的软件需要使用其所有功能
2.异步串行接口
在该接口类型下，没有外部时钟信号。它主要出现在远距离交流中，最适合稳定的交流。该接口依赖于波特率、数据位选择(分帧)、同步和错误检查等参数。
以下是对上述参数的简要说明:
a.波特率:波特率定义了从发送端到接收端的数据传输速率，单位为bps(比特每秒单位)。众所周知的波特率有1200、2400、4800、9600、57600、115200。最常用的是9600波特率。波特率越高，数据传输越快。发送端和接收端波特率必须相同。
湾框架：它是发送器到接收器的即将发送的数据位的长度。8位格式是最使用的。但是，不同的应用程序使用不同的数据位。
C。同步：确定数据位的开始和结束（停止）的过程。发送器将开始和停止位附加到数据帧，接收器分别识别它。
天。错误控制：由于数据传输时，由于噪音可能会发生错误。错误控制是通过检查“奇偶校验”来获得稳定输出的解决方案。偶数是奇偶校验是当二进制数据具有“1”的偶数时，并且奇偶校验位设置为“1”。另一方面，奇数奇偶校验是当二进制数据具有奇数“1”时，奇偶校验位设置为“0”。
这些是使用异步串行接口的协议:
RS-232.
这个名字是根据推荐标准232命名的，它是在1960年为串行通信而公开引入的。主要用于连接计算机和外围设备，实现日常使用中的串行通信。
一个优势。
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- 广泛应用于DTE(数据终端设备)和DCE(数据电路终端设备)之间
- 纠错功能和远程支持（大约50英尺，低波特率）
- 由于使用了二进制逻辑，它不受噪声的影响
湾缺点
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- 传感器到IC或IC到IC通信不适合使用Rs 232
- 需要更多单独的收发器IC意味着更多的成本
- 主要用于单主机 - 单个从属配置，不为单个主机 - 多个SLAVES配置
RS-422.
它基本上是RS-232的改进版本。
一个优势。
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- 高达10Mbps的数据速率
- 50英尺和4000英尺之间的可能距离，100 kbps
- 由于使用差分收发器，对常见的干扰更具弹性
湾缺点
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- 更少的设备支持RS-422，因此转换器几乎需要
RS-485.
由于其与RS-422的相似性，它在公共场合引起很大的混乱。它通常是一般的2线系统，而RS-422是4线系统（类似于较少的共同的4线系统RS-485）。
一个优势。
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- 支持多点系统
- 电信，工业和POS应用中最广泛应用于
- 由于广泛的共模，数据通过较长的电缆传输是可能的，在这样一个高噪音的地方，如工厂车间
- 更容易引脚布线
湾缺点
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- RS-485更难编程
- 它需要一个特殊的电缆运行
- 系统备份是难以构建冗余主机PC的
UART和USART.
UART代表通用异步接收器/发射器。虽然USART代表通用同步异步接收器/发射器。对于您的信息，两者都不是I2C和SPI的通信协议，而是集成电路或微控制器中的电路。
UART如何工作
像CPU这样的设备将使用数据总线将数据发送到UART。在UART接收时，数据仍然是并行形式。然后通过发送UART转换为串行形式，以便通过串行通信发送。在接收UART侧，串行数据被转换为下一个过程的并行形式。在此模式下使用全双工模式。
a. UART的优点
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- 只需要两根线，节省电线成本
- 不需要时钟信号
- 不太复杂而不是usart
- 可变数据传输速率
b. UART的缺点
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- 只有异步模式可用
- 比USART慢
- 接收器必须识别发射器的波特率
- USART是如何工作的
这种传输模式使用半双工模式。数据信号以块的形式传输。为了运行，它需要时钟和数据信号。它可以像UART一样执行异步模式。然而，它比UART更复杂。波特率信息已经包含在数据流中，所以接收机不需要知道波特率。在USART中，数据传输速率是在一个确定的速率。
C。USART的优势
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- 更快的数据传输率比UART更快
- 可以做异步传输模式
- 接收器不必知道发射机的波特率
d. USART的缺点
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- 固定数据传输速率
- 需要时钟操作意味着更多的线路
SBUS＆PPM
SBUS是FrSKy和Futaba常用的串行总线。只有一根必要的信号线可以支持最多16个通道。您必须将UART的RX引脚连接到SBUS。
一个优势。of SBUS
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- SBUS比PPM更快
- 一根电线只能用于16个频道
湾SBUS的缺点
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- 不如PPM常见
PPM (Pulse Position Modulation)又称CPPM或PPMSUM信号，是在同一根导线上一个接一个传输，经过不同调制的PWM信号系列。SBUS和PPM都是接收器协议。当PPM是一个老的和模拟信号，而SBUS是一个新的和数字信号。
C。PPM的优点
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- 通用
- 一根电线只能用于8个频道
天。PPM的缺点
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- 比SBus慢
MIDI
乐器数字接口是一种简单的串行通信协议，它将合成器、采样器、计算机等制造和控制声音的设备连接起来，通过MIDI信息进行通信。
上图表示MIDI的圆形5针DIN连接器。
一个优势。
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- 易于修改和操纵
- 小文件大小
- 丰富的选择合成器，电子乐器，或数字采样的声音
湾缺点
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- 在简单的设置中取代了USB
总结
在仪表，了解串行通信很重要。在设计某些测量仪器时，您必须知道显示器或传感器正在使用哪种通信模型。这样，你知道要设置什么。如果您不知道您的仪器组件使用的通信类型，您的仪器将无法正常工作。