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1、中南大学电子信息技术进展课程报告 指导老师： 丁家峰 课题名称： 通信接口电信1005班 艾 娟 1404100718 电信1005班 郭 阳 1404100721 电信1005班 张景迪 1404100513 电信1004班 崔 彬 1404100507电信1005班 杨素利 1404100709电信1005班 何艳红 1404100728序言通信接口（communication interface ）是指中央处理器和标准通信子系统之间的接口。 如：RS232接口。RS232接口就是串口，电脑机箱后方的9芯插座，旁边一般有 |O|O| 样标识。一般机箱有两个，新机箱有可能只有一个。笔记本电脑
2、有可能没有。 有很多工业仪器将它作为标准通信端口。通信的内容与格式一般附在仪器的用户说明书中。 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设
3、备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信 号的电平加以规定。以往，PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式，主要取决于设备的接口规范。但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向访问，就必须自己编写通讯应用程序，但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范，只能实现较单一的功能，适用于单一设备类型，程序不具备通用性。在RS232或RS485设备联成的设备网中，如果设备数量超过2台，就必须使用RS485做通讯介质，R
4、S485网的设备间要想互通信息只有通过“主（Master）”设备中转才能实现，这个主设备通常是PC，而这种设备网中只允许存在一个主设备，其余全部是从（Slave）设备。而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的软件支持系统，能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题.。本文主要介绍了通信接口的设备有RS-232接口（串口UART）、USB接口（通用串行总线接口）、IrDA（Infra Red Data Association红外线接口）、SPI（串行外围设备接口）、I2C、CAN总线接口、蓝牙接口（Bluetooth）、WiFi、Ethernet（以太网接口）、IEEE1394接
5、口和通用可编程接口GPIO。通过简要介绍这些接口设备的基本概念、特点和应用，体现各接口在计算机领域的应用和发展。目录序言1目录2第一章 RS-232接口（串口UART）101.1 RS232接口定义及引脚介绍101.2 RS232工作原理121.3 RS232接口设置131.4 RS232的缺点15第二章 USB接口（通用串行总线接口）152.1 USB接口定义152.2 发展历程162.3 接口引脚介绍172.4 USB种类182.5 USB优点20第三章 IrDA(红外线接口）203.1 IrDA接口定义203.2 IrDA协议分析213.3 IrDA建立连接的过程223.4 IrLAP协
6、议分析243.5 红外通讯电路标准方案24第四章 SPI（串行外围设备接口）254.1 SPI接口的定义254.2 SPI简介264.3 SPI的特点264.4 SPI的通信原理274.5 原理图294.6 工作模式294.7 例子30第五章 I2C、CAN总线接口315.1 I2C的作用315.2 I2C总线特点315.3 I2C总线工作原理总线的构成及信号类型325.4 I2C总线操作335.5 USB2 I2C功能特点345.6 CAN简介355.7 CAN的基本概念355.8 CAN的优势355.9 特点365.10 数据错误检测385.11 CAN错误处理39第六章 蓝牙接口（Blu
7、etooth）、WiFi426.1 蓝牙的诞生426.2 蓝牙通信技术特点436.3 蓝牙技术协议446.4Wi-Fi简介466.5 Wi-Fi定义466.6 Wi-Fi模块476.7 Wi-Fi特性48第七章 Ethernet（以太网接口）537.1 MII接口分析537.2 RMII接口分析637.3 SMII接口分析667.4 GMII 接口分析687.5 RGMII接口分析747.6 TBI接口分析75第八章 IEEE1394接口和通用可编程接口GPIOGPIO808.1 IEEE1394概述808.2 IEEE 1394总线的主要技术特征808.3 IEEE1394总线技术应用特点8
8、38.4 IEEE1394接口的物理特质848.5 IEEE1394的版本858.6 IEEE 1394总线的应用868.7 IEEE1394总线技术应用的缺点878.8 USB与IEEE1394接口的比较878.9 GPIO接口简介888.10 GPIO接口的定义888.11 GPIO应用开发方法908.12 GPIO接口开发实例92结束语95第一章 RS-232接口（串口UART）RS232接口是1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换
9、接口技术标准”。 该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。随着设备的不断改进，出现了代替DB25的DB9接口，现在都把RS232接口叫做DB9。1.1RS232接口定义及引脚介绍DB25引脚说明（左上角为1，右下角为25）：引脚号引脚说明引脚号引脚说明1屏蔽地线11数据发送(-)2TXD 发送数据12-17未定义3RXD 接收数据18数据接收(+)4RTS 请求发送19未定义5CTS 允许发送20数据终端准备好 DTR6DSR 数据准备好21未定义7SG 信号地22振铃 RI8DCD 载波检测23-24未定义9发送返回(+)
10、25接收返回(-)标准的细节10未定义DB9引脚说明（左上角为1，右下角为9）：引脚号引脚号1DCD 载波检测6DSR数据准备好2RXD 接收数据7RTS 请求发送3TXD 发送数据8CTS 允许发送4DTR 数据终端准备好9RI 振铃提示5SG信号地DB25转DB9接口方式 25芯接口234567820229芯接口3278651491.2 RS232工作原理在RS-232标准中，字符是以一串行的比特串来一个接一个的串行（serial）方式传输，优点是传输线少，配线简单，传送距离可以较远。最常用的编码格式是异步起停（asynchronous start-stop）格式，它使用一个起始比特后面紧
11、跟7或8 个数据比特（bit），然后是可选的奇偶校验比特，最后是一或两个停止比特。所以发送一个字符至少需要10比特，带来的一个好的效果是使全部的传输速率，发送信号的速率以10划分。一个最平常的代替异步起停方式的是使用高级数据链路控制协议（HDLC）。在RS-232标准中定义了逻辑1和逻辑0电压级数，以及标准的传输速率和连接器类型。信号大小在正的和负的315v之间。RS-232规定接近0的电平是无效的，逻辑1规定为负电平，有效负电平的信号状态称为传号marking，它的功能意义为OFF，逻辑0规定为正电平，有效正电平的信号状态称为空号spacing，它的功能意义为ON。根据设备供电电源的不同，5
12、、10、12和15这样的电平都是可能的。mark和space是从电传打字机中来的术语。电传打字机原始的通信是一个简单的中断直流电路模式，类似与圆转盘电话拨号的中的信号。Marking状态是指电路是断开的，spacing状态就是指电路是接通的。一个space就表明有一个字符要开始发送了，相应的停止的时候，停止位就是marking。当线路中断的时候，电传打字机不打印任何有效字符，周期性的连续收到全0信号RS-232设计之初是用来连接调制解调器做传输之用，也因此它的脚位意义通常也和调制解调器传输有关。RS-232的设备可以分为数据终端设备（DTE，Data Terminal Equipment, F
13、or example, PC）和数据通信设备（DCE，Data Communication Equipment）两类，这种分类定义了不同的线路用来发送和接受信号。一般来说，计算机和终端设备有DTE连接器，调制解调器和打印机有DCE连接器。但是这么说并不是总是严格正确的，用配线分接器测试连接，或者用试误法来判断电缆是否工作，常常需要参考相关的文件说明。RS-232指定了20个不同的信号连接，由25个D-sub（微型D类）管脚构成的DB-25连接器。很多设备只是用了其中的一小部分管脚，出于节省资金和空间的考虑不少机器采用较小的连接器，特别是9管脚的D-sub或者是DB-9型连接器被广泛使用绝大多数
14、自IBM的AT机之后的PC机和其他许多设备上。DB-25和DB-9型的连接器在大部分设备上是雌型，但不是所有的都是这样。最近，8管脚的RJ-45型连接器变得越来越普遍，尽管它的管脚分配相差很大。EIA/TIA 561标准规定了一种管脚分配的方法，但是由Dave Yost发明的被广泛使用在Unix计算机上的Yost串连设备配线标准（Yost Serial Device Wiring Standard）以及其他很多设备都没有采用上述任一种连线标准。1.3 RS232接口设置串行通信在软件设置里需要做多项设置，最常见的设置包括波特率（Baud Rate）、奇偶校验（Parity Check）和停止位（Stop Bi
