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串口是怎样传输数据的

2023-05-16

✍概述
　　➹通过逻辑分析仪捕捉串口传输的数据来了解串口传输数据的实质。
　　
　　串行接口简称为串口，串行接口 （Serial Interface）是指数据一位一位地顺序传送。实现双向通信就需要一对传输线，即TX与RX线。
电路连接方式：
　　串口如果要实现双向传输，则设备1与设备2，TX与RX要交叉相连。
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串口数据解析
　　利用电脑端的串口助手通过CH340串口模块将数据0x55发送出去，并通过逻辑分析仪来捕捉数据。下图为串口发送的数据，是以十六进制(hex)形式发送的。
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逻辑分析仪捕捉数据：
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我们看到逻辑分析仪成功将数据0x55捕捉到。接下来看串口的数据构成是怎样的。
查阅资料，串口传输一帧数据如下图所示：
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所谓串口的一帧数据即串行的发送一次数据(比如0x55(0101_0101))时TX数据线上的电平变化。由上图可知串口一帧数据的构成为：起始位(1bit)+数据(8bit)+奇偶校验位+停止位(1bit)，８bit数据传输的方式为先低位(LSB)再高位(MSB)即通过(D0_D1_D2_D3_D4_D5_D6_D7)的顺序将数据依次放置在TX数据线上。我们再看我们所用的串口助手：
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我们的设置为传输数据位为8bit，检验位为0bit即没有校验位，停止位为1bit。所以我们串口一帧数据的构成为：起始位(1bit)+数据(8bit)+停止位(1bit)，所以串口一帧数据的传输单位为10bit，平时我们所说的串口传输单位为1Byte即8bit是指传输的有效数据，即起始位(1bit)+数据(8bit)+停止位(1bit)中的8bit数据，那为什么要多此一举的在收尾处各加1bit的数据呢，其实是为了接收设备能去正确的接收到8bit的有效数据，起始位相当于一帧数据的帧头，停止位相当于一帧数据的帧尾。
起始位： 数据线TX由高电平变为低电平。
停止位： 数据线TX由低电平变为高电平。
起始位和停止位作用：
　　如果接收设备检测到数据线由高电平变为低电平，就是接收到了来自发送设备的起始信号，表示开始数据的传输。如果接收设备检测到数据线由低电平变为高电平，就是接收到了来自发送设备的停止信号，表示一帧数据的结束，通过以上特点接收设备就可以将中间的8bit有效数据解析出来，这样就完成了一帧数据的传输。
解析逻辑分析仪捕捉的数据
　　由以上分析知串口传输一帧数据构成：起始位(1bit)+数据(8bit)+停止位(1bit)。
解析逻辑分析仪获取的数据：
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通道一：TX数据线
通道二：数据解析
通过通道一可以观察出一帧数据的格式确实为：起始位(1bit)+数据(8bit)+停止位(1bit)。中间8bit数据是通过(D0-D7：1010_1010)的顺序发送的，通过接收设备解析(高字节_低字节)为(D7-D0：0101_0101)即0x55。以上就为串口一帧数据的传输。
------所谓的波特率-----
进一步观察逻辑分析仪：
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由标号①和②知1bit数据的传输时间为8.667us，那传输速率不就是 1 8.667 ∗ 10 − 6 {1 \over {8.667*{{10}^{ - 6}}}} 8.667∗10−61​其实就是115200bit/s。再看看我们串口助手设置的波特率就为115200，这样是不是明白波特率是什么了，其实不就是1s传输115200bit数据。
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详情可以看看什么是波特率，波特率怎么计算

★★★如有错误，欢迎指导！

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