串行范文10篇

摘要：摘要一种用于系统内芯片级串行扩展的应用研发平台。该平台包括PC机构成的上位机和单片机构成的下位机。上位机提供了良好的人机交互界面；下位机采用虚拟器件、虚拟接口，通过单片机软件和I/O口线模拟出多种串行接口的访问时序逻辑。借助这一平台，可方便地实现对具有I2C、SPI、Microware、One-wire等接口的从器件芯片的操作，简化了系统设计前的测试工作。

关键词：串行扩展平台时序

应用串行接口芯片扩展系统时，在初步选择了串行接口的芯片后，为了对芯片的资源更好地了解，开发者一般在系统设计前搭建一个简单的硬件电路并编制相应的软件对其测试，待性能验证后再确定最终的设计方试的实验平台。该平台以PC机为人机接口、采用单片机产生芯片串行通信时序。应用这一平台可以大大简化芯片使用前的测试过程。这一平台也为单片机串行扩展的初学者提供了快捷的学习工具。本平台目前集成了SPI、One-wire、Microware、I2C四种串行接口，在今后的使用中，可根据需要增加串行接口的种类。

1串行扩展平台的结构

SPI、One-wire、Microware、I2C是目前单片机应用系统中最常用的几个串行扩展接口。具有I2C和One-wire接口的外围器件都有自己的地址编号，单片机通过软件选通器件；而SPI和Microware扩展接口芯片首先要通过单片机I/O口线选通其片选脚，然后才能对其进行操作。这四种串行扩展接口都有不同的时序要求，但每一种总线的基本时序要求都是一致的，对芯片的操作无非是读出或写入，所不同的是具体的数据字节内容，只要按照各自的时序和命令操作，即可实现芯片功能。本文的串行扩展平台就是基于这一方法搭建的。

串行扩展平台由两部分组成：上位机部分由PC机构成，具有人机接口界面，操作起来方便直接；下位机部分由单片机及扩展接口电路构成，并通过RS-232接口与上侠机通信。

摘要：介绍了利用可编程逻辑阵列把1路RS232扩展至4路RS422的串行口电路设计方法。该扩展电路不占用PC系统资源，同时具有结构简单，使用方便，通用性和可补性强等特点，可广泛应用于主从式多机通讯系统中。

关键词：串行通讯；数据采集；集散控制；RC232；RS422

由于RS－422总线具有抗干扰能力强、通讯速率高、通讯距离远、可以与多台从机通讯等特点，所以，该总线在数据采集、监控管理及集散控制系统的主从式多机通讯系统中得到普遍应用。但是，若在一条RS－422通讯总线上连接过多的从机，则有可能会由于总线负担过重，而使系统可靠性变差，有时甚至会导致整个系统无法正常工作。

为了解决RS422总线在实际应用中可能出现的问题，笔者设计出一种以可编程逻辑阵列GAL16V8为核心的串行口扩展电路。它可将微机的一路RS232串行口扩展至4路RS－422串行口。该电路通过主机软件对DTR、RTS控制信号的编程，可以和任选通讯接口的从机进行数据通讯；也可以不用DTR、RTS控制信号，而直接实现主机与全部通讯接口的从机之间的数据通讯，同时可在不改变原来软件的情况下，做到即插即用。

本电路采用DC－DC隔离电源供电，主机与通讯接口之间采用高速光耦来实现光电隔离，从而增强了主机系统的抗干扰能力。此外，该扩展电路还具有不占用系统资源、结构简单、使用方便、通用性强和性能可靠等特点，因此，可广泛应用于全双工通讯方式的主从式多机通讯系统。

在实际的煤气泄漏巡检系统中，笔者用该扩展电路组成的主从式多机通讯网络，实现了主机与40多台数据采集装置之间的数据通讯，而且保证了通讯性能的稳定可靠。

摘要：针对利用微控制器（MCU）控制液晶显示驱动器（LCD）的应用开发实例，提出一种采用串行方式来设计微控制器和液晶显示驱动器之间接口的方案。该方案是在现有点阵式液晶显示屏上附加一个MCU，通过程序设计利用MCU的I/O端口去模拟I2C串行总线，从而实现利用MCU去控制LCD的目的；同时介绍一种在图符液晶显示系统中显示动态曲线的技术和实现方法。

关键词：液晶显示驱动器I2C串行总线MSP430

1概述

点阵式液晶与外部的硬件接口简单，能以点阵或图形方式显示出各种信息，因此在电子设计中得到广泛应用。但是，对它的接口设计必须遵循一定的硬件和时序规范，不同的液晶显示驱动器，可能需要采用不同的接口方式和控制指令才能够实现所需信息的显示。某些液晶显示驱动器与外部的接口必须采用串行方式，而其串行接口往往不是标准的串行接口，这就为这类液晶显示驱动器的设计带来了困难。

针对上述问题，本文提出一种利用微控制器（MCU）的I/O端口，通过软件设计模拟与所使用的液晶显示驱动器规范相符的串行总线的设计思想，实现MCU对液晶显示驱动器的控制，从而建立起一套不但可以显示各种字符，而且可以动态显示曲线的游人显示系统。

2系统设计

摘要:随着电子设计技术的不断进步，要求更高速率信号的互联。在传统并行同步数字信号的数位和速率将要达到极限的情况下，开始转向从高速串行信号寻找出路。本文将简单介绍了高速串行差分信号的设计。

一、前言

随着近几年对速率的要求快速提高，新的总线协议不断的提出更高的速率。传统的总线协议已经不能够满足要求了。串行总线由于更好的抗干扰性，和更少的信号线，更高的速率获得了众多设计者的青睐。而串行总线又尤已差分信号的方式为最多。而在我们的项目中的PCI-Express串行信号线正采用了LVDS技术。

二、串行LVDS信号的PCB设计

2.1差分信号的概念和有点

差分信号（DifferentialSignal）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都采用差分结构设计。何为差分信号？通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”，而承载差分信号的那一对走线。差分信号与普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面:

摘要：介绍一种基于编/解码器的PC机与多单片机之间的串行通信方法，并对智能卡的设计进行了说明。该编/解码器通信方案，软好地解决了多机系统中作为上位机的工控机对各下位机的寻址问题。

关键词：编/解码器双口RAMPC串行通信UM3758-108

在遥测、遥控领域中，常常使用工业PC机与单片机组成的多机系统完成测控任务。PC机因其丰富的软硬件资源和友好的人机界面而被用作上位机，而单片机则因其优越的性价比和灵活的功能配置而被用作下位机。上位机和下位机之间通过串行数据总线（如CAN总线、RS485总线等）连接，具体结构如图1所示。在进行数据传输时，一般先由上位机发出地址帧对指定的下位机寻址，在得到确认以后向选中的下位机发送命令和参数，或者接收该下位机采集的数据。但在多机系统中，进行数据通信遇到的一个首要问题是如何区分总线的地址信息和其它的数据信息，这也是各类通信协议和通信规约中的一项重要内容。由于目前所使用的通信协议和通信规约比较复杂，因此在一个简单的主从式多机系统中，往往由开发人员自行定义一些简单的通信协议来解决上述问题。本文介绍一种基于编/解码器的通信方案，较好地解决了多机系统中作为上位机的工控机对各下位机的寻址问题。

1编/解码芯片UM3758-108A

专用编/解码芯片UM3758-108A属大规模CMOS器件，其引脚排列如图2所示：A0～A9为三态编码地址输入；D0～D7为二态锁存式编码数据输入或输出；OSC引脚外接振荡电阻和电容，其值决定发送频率；VSS为电源地；T/R为编码发送与编码收选择引脚，接高电平时为编码发送，接低电平时为接收编码；IN为编码脉冲输入引脚（接收解码时）；TX/RX外接驱动电路，为编码发送输出端，该引脚也可作为争码接收正确标志显示（RX输出低电平）；VDD为电源正端（3～12V）。

单片UM3758-108A芯片是一个完整的接口电路，集编码发送和解码输出于一身。当T/R端接高电平时，地址码A0～A9和数据码D0～D7构成一个18位的数据帧，从TX/RX端循环不断地串行发送出去；当T/R端接低电平时，编码脉冲由IN端输入，如果接收的地址码连续两次与本地地址码一致，接收数据将按位传送到输出锁存器中，由D0～D7引脚输出。同时TX/RX引脚输出低电平，表示接收正确。

1绪论

我所做的单片机串行通信发射机主要在实验室完成,参考有关的书籍和资料，个人完成电路的设计、焊接、检查、调试，再根据自己的硬件和通信协议用汇编语言编写发射和显示程序，然后加电调试，最终达到准确无误的发射和显示。在这过程中需要选择适当的元件，合理的电路图扎实的焊接技术，基本的故障排除和纠正能力，会使用基本的仪器对硬件进行调试，会熟练的运用汇编语言编写程序，会用相关的软件对自己的程序进行翻译，并烧进芯片中，要与对方接收机统一通信协议，要耐心的反复检查、修改和调试，直到达到预期目的。

单片机串行通信发射机采用串行工作方式，发射并显示两位数字信息，既显示00-99，使数据能够在不同地方传递。硬件部分主要分两大块，由AT89C51和多个按键组成的控制模块，包括时钟电路、控制信号电路，时钟采用6MHZ晶振和30pF的电容来组成内部时钟方式，控制信号用手动开关来控制，P1口来控制，P2、P3口产生信号并通过共阳极数码管来显示，软件采用汇编语言来编写，发射程序在通信协议一致的情况下完成数据的发射，同时显示程序对发射的数据加以显示。

毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程，丰富自己的知识和理论，巩固所学的知识，提高自己的动手能力和实验能力，从而具备一定的设计能力。

我做得的毕业设计注重于对单片机串行发射的理论的理解，明白发射机的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础，提高自己的设计能力，培养创新能力，丰富自己的知识理论，做到理论和实际结合。本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理，内部结构和工作状态。理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式，这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。

我的毕业设计分为两个部分，硬件部分和软件部分。硬件部分介绍：单片机串行通信发射机电路的设计，单片机AT89C51的功能和其在电路的作用。介绍了AT89C51的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。AT89C51与MCS-51兼容，4K字节可编程闪烁存储器，寿命：1000次可擦，数据保存10年，全静态工作：0HZ-24HZ，三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM，32跟可编程I/O线，两个16位定时/计数器，5个中断源，5个可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内震荡和时钟电路，P0和P1可作为串行输入口，P3口因为其管脚有特殊功能，可连接其他电路。例如P3.0RXD作为串行输出口，其中时钟电路采用内时钟工作方式，控制信号采用手动控制。数据的传输方式分为单工、半双工、全双工和多工工作方式；串行通信有两种形式，异步和同步通信。介绍了串行串行口控制寄存器，电源管理寄存器PCON，中断允许寄存器IE，还介绍了数码显示管的工作方式、组成，共阳极和共阴极数码显示管的电路组成，有动态和静态显示两种方式，说明了不同显示方法与单片机的连接。再后来还介绍了硬件的焊接过程，及在焊接时遇到的问题和应该注意的方面。硬件焊接好后的检查电路、不装芯片上电检查及上电装芯片检查。软件部分：在了解电路设计原理后，根据原理和目的画出电路流程图，列出数码显示的断码表，计算波特率，设置串行口，在与接受机设置相同的通信协议的基础上编写显示和发射程序。编写完程序还要进行编译，这就必须会使用编译软件。介绍了编译软件的使用和使用过程中遇到的问题，及在编译后烧入芯片使用的软件PLDA，后来的加电调试，及遇到的问题，在没问题后与接受机连接，发射数据，直到对方准确接收到。在软件调试过程中将详细介绍调试遇到的问题，例如：通信协议是否相同，数码管是否与芯片连接对应，计数器是否开始计数等。

摘要:设计串行通信电路，实现手机蓝牙与基于51单片机的蓝牙模块之间的数据透传功能。该功能实现的过程是，手机上的数据经蓝牙透传无线通信方式发送至单片机开发板上，单片机将接收到的8位数据显示在单片机开发板的发光二极管(LED)上，同时将接收到的数据通过蓝牙模块发送至手机App客户端上，以确认发送数据的正确性。

关键词:蓝牙数据透传;串行异步通信;数据交互;51单片机

蓝牙技术是基于WPAN(wirelesspersonalareanetwork)的无线网络连接技术，可在固定设备与移动设备之间建立短程收发连接［1］。它属于一种短距离通信技术，应用前景良好。尤其在智能家具、智能穿戴设备的设计中，操作易行的蓝牙数据交互方式受到了消费者的青睐［2］。目前，基于MCS－51系列单片机的产品占有一部分市场，与其配套的各类开发系统和软件也在不断完善。本次研究将针对串行通信电路进行设计，拟实现基于STC89C52的蓝牙数据透传与串行通信功能。

1电路设计

系统涉及硬件部分和电路部分。其中，硬件部分包括手机用户端和51单片机开发板及蓝牙模块。电路部分为手机蓝牙与基于51单片机的蓝牙模块通信电路。其设计框图如图1所示。手机与蓝牙模块之间采用无线通信透传模式，最大通信距离为50m。蓝牙模块与开发板之间采用串口通信方式。

2蓝牙数据透传方式

摘要:本文对比了几种在航空电子系统中常见的差分串行传输形式，从RS-422A、RS-485和ARINC429接口电气特性、数据流方向、通讯速率、网络结构形式、线制、同步机制、数据校验等方面进行比较分析。给出了各种差分串行传输形式在航空电子设备上的适用性分析。

关键词:RS-422A;RS-485;ARINC429;差分串行传输

1绪论

在航空电子设备局部系统或局部设备互联通讯中，差分串行传输通讯以其平衡传输抗干扰能力强，应用设备支撑广泛，形式简单，可靠性高的优点得到了广泛应用。较为常见的差分串行传输通讯形式主要包括RS-422A、RS-485和ARINC429。下面就RS-422A、RS-485和ARINC429的各项特性进行分析比较。

1三种常见差分串行传输形式比较

1．1编码形式。RS-422A和RS-485采用双极性非归零码，ARINC429采用双极性归零码的编码形式。1．2信号电平。RS-422A和RS-485在信号电平方面规定一致。驱动端A，B间电压差+2～+6V之间为逻辑0，A，B间电压差-2～-6V之间为逻辑1。RS-422A接收端A，B间电压差大于200mV为逻辑0，A，B间电压差小于-200mV为逻辑1。ARINC429驱动端A，B间电压差为+10±1．0V为逻辑高;驱动端A，B间电压差为0±0．5为逻辑空;驱动端A，B间电压差为-10±1．0为逻辑低。ARINC429接收端A，B间电压差在+6．5V～+13V为逻辑高;接收端A，B间电压差在-2．5V～+2．5V为逻辑空;接收端A，B间电压差在-13V～-6．5V为逻辑高。1．3线制。RS-422A采用四线制形式，两发送两接收，另外需要一根屏蔽地线。实现点对多点的全双工传输。RS-485可以采用两线制，可以采用四线制形式。当采用两线制形式时为半双工通讯，两线制可实现多点双向传输。当采用四线制时，两发送两接收，另外还需要一根屏蔽地线。采用四线制时，可以实现点对多点的全双工传输。ARINC429采用四线制形式，两发送两接收，另外需要一根屏蔽地线。实现点对多点的全双工传输。1．4传输速度。RS-422A和RS-485最大支持10Mbps的通讯速率。ARINC429分为高低速两种传输速度模式。高速模式下为100kbps;低速模式下为12．5～14．5kbps。1．5端接匹配电阻。RS-422A和RS-485为防止在高速率传输下反弹信号未被完全吸收叠加在下一信号电平上出现误码，因此需在远端加端接电阻。端接电阻需大于90欧姆，典型值为120欧姆。不加中继转发器的情况下，一条总线上不能加2个以上的终端匹配电阻。ARINC429外部使用20-26号线缆典型线缆阻抗为60～80欧姆，不需要进行阻抗匹配。1．6总线偏置电阻。RS-422A和RS-485为防止总线状态空闲时误采集到电平波动产生误码，需在接收端增加总线的偏置电阻。接收端B端通过偏置电阻上拉到VCC，接收端A端通过偏置电阻下拉到VCC对应的地。偏置电阻的阻值由终端节点的值决定。最终要使B，A间的压差大于200mV。ARINC429不需要总线偏置电阻。1．7通讯帧格式。RS-422A和RS-485无规定，需用户自定义。ARINC429信号的基本信息单元是包含32位的一个数字字。这类字有五个应用组:BNR数据，BCD数据，离散数据，维修数据(通用)和AIM数据(应答、ISO5号字母表和维护(ISO5号字母标)数据)。［1］1．8同步机制。RS-422A和RS-485通过判定包头数据实现同步，但需要注意防止出现误判包头导致通讯不上的情况。ARINC429在连续传输时，两个相邻的数据字之间至少需要有4个比特时间(零电平电压)间隔来区分。［2］1．9数据校验RS-422A和RS-485可自定义奇校验或偶校验或其它校验算法。ARINC429通讯帧中规定了奇偶校验位，其采用奇校验算法。

1数字串行加法器

在数字串行加法器中，字长为W的操作数被分为P个位宽为N（N能被W整除，P＝W／N）的数字，然后从低位开始相加，在P个时钟内完成加法操作。P个时钟周期称为一个采样周期（SamplePeriod）。

N＝2的数字串行加法器结构如图1所示。如果输入操作数的字长为8，那么串行加法器可以在4个时钟周期内完成加法运算。这个加法器只用了两个全加器的资源，比一般的8bit行波进位加法器小。

数字串行加法器的控制也比较简单，输入移位寄存器完成并行－串行转换功能，通过移位操作不断为加法器提供位宽为N的操作数；Control信号指示了新采样周期的开始，此时carry清零；输出移位寄存器完成串行－并行转换，输出计算结果。

对于特定的输入字长，通过选择不同的N，可以实现速度、面积不同的数字串行加法器。这样，设计者可以根据实际情况加以选择，提高了设计的灵活性。

图22bit全加器连接示意图

摘要：在通信和控制系统中，常使用异步串行通信控制器(UART)实现系统辅助信息的传输。为实现多点通信，通常用软件识别发往本站点或其它站点的数据，这会加大CPU的开销。介绍了一种基于FPGA的UARTIP，由硬件实现多点通信时的数据过滤功能，降低了CPU的负担，提高了系统性能。

关键词：UART多点通信FPGA知识产权

在通信和控制系统中，常使用异步串行通信实现多块单板之间的辅助通信，各个单板通过总线方式连接。为了实现点对点通信，需要由软件定义一套较复杂的通信协议，过滤往来的数据，消耗了CPU较多的时间。89C51单片机有一种九位通信方式，采用一位地址位来实现通信对象的选择，只对发往本地址的地址发生中断进而接收数据。通用的UART芯片如16C550和89C51等构成总线式的通信系统时，需要由CPU通过软件处理接收到的地址和产生九位的数据。本文介绍的UART采用VerilogHDL硬件描述语言设计，可以用FPGA实现，可应用于SoC设计中。其主要特性如下：

·全硬件地址识别，过滤数据不需要CPU的介入；支持一个特殊地址，可用于监听和广播。

·支持查询和中断两种工作方式，中断可编程。

·接收和发送通路分别有128ByteFIFO，每个接收字节附带状态信息。