无线传感器网络实验教程五---串口实验.pptx

无线传感器网络实验教程串口实验 主讲教师：柯宗武 2012年12月 本章内容 Copyright：柯宗武 实验内容：上位机发送“a”，目标机返回“I am a sensor node!” 串口通信的基本概念 串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。 Copyright：柯宗武 串口通信的基本概念 Copyright：柯宗武 一、异步通信与同步通信 1、异步通信 异步通信是指通信的送与接收 使用各自的 控制数据的送和接收程。使双方的收 ，要求送和接收 的 尽可能 一致。 串口通信的基本概念 异步通信的数据格式 ： 异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧 之间还有间隔，因此传输效率不高。 Copyright：柯宗武 串口通信的基本概念 2、同步通信 同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可以通过两种方法实现。 外同步 Copyright：柯宗武 自同步 面向字符的同步格式 ： 此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集 （如ASCII码）中的字符所组成。图中帧头为1个或2个同步字符SYN（ASCII码为16H）。SOH为序始字符（ ASCII码为01H），表示标题的开始，标题中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始字符（ASCII码为02H），表示传送的数据块开始。数据块是传送的正文内容，由多个字符组成。数据块后面是组终字符ETB（ ASCII码为17H）或文终字符ETX（ASCII码为03H）。 然后是校验码。典型的面向字符的同步规程如IBM的二进 制同步规程BSC。 Copyright：柯宗武 面向位的同步格式 ： 此时，将数据块看作数据流，并用序为开始和结束标志。为了避免在数据流中出现序引起的混乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的 1就插入一个附加的0；接收方则每检测到5个连续的1并且其后有一个0时，就删除该0。 典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。 同步通信的特点是以特定的位组合作为帧的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。 Copyright：柯宗武 串口通信的基本概念 Copyright：柯宗武 波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示 每秒钟发送300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波 特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特 率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。 串口通信的基本概念 Copyright：柯宗武 数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是 8位的，标准的值是6、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0～127（7位）。扩展的ASCII码是0～255 （8位）。如果数据使用简单的文本（标准 ASCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据 位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。 串口通信的基本概念 Copyright：柯宗武 停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。 串口通信的基本概念 Copyright：柯宗武 奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位为1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否