串行通信有哪些应用标准？

[导读]单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大地扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力。简单双向串口通信有两根通信线(发送端TX和接收端RX);TX与RX要交叉连接;当只需单向的数据传输时，可以只接一根通信线;当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片。

单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大地扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力。简单双向串口通信有两根通信线(发送端TX和接收端RX);TX与RX要交叉连接;当只需单向的数据传输时，可以只接一根通信线;当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片。

串行通信有多种应用标准，常见的有以下几种：

RS-232：这是个人计算机上使用最广泛的串行通信标准，被广泛应用于连接调制解调器、鼠标、打印机等设备。RS-232标准，全名为“数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”，是由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统公司、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家于1970年共同制定的。

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。

RS-232接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：

接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。

接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。

V.35：通常用于调制解调器到复用器之间的通信，可以同时利用多个电话电路的带宽，适合高速同步数据交换。

V.35是通用终端接口的规定，它规定了60-108kHz群带宽线路进行48Kbps同步数据传输的调制解调器的标准。该标准中并未详细规定终端接口的机械特性，但由于48Kbps-64Kbps的美国Bell规格调制解调器的普及，34引脚的ISO2593被广泛采用。在进行模拟传输时，使用的音频调制解调器的电气条件为V.28(不平衡电流环互连电路)，而进行宽频带调制解调器传输时，则使用平衡电流环电路。

SPI：这是一种通用的串行通信标准，被广泛应用于计算机和外设之间的连接。SPI(Serial Peripheral Interface)即串行外设接口，是 Motorola 公司推出的一种同步串行接口技术，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。它并没有标准协议，所以应用时需要仔细核对主机、从机器件规格，根据具体需要来选择使用哪种规格的SPI标准。

SPI包括四种常见标准：

3线制标准：包括SCLK、SDI、CS，没有SCK就没有办法进行数据同步，没有办法进行通信。

4线制标准：包括SCL、SDA、INT、CS，其中INT是中断信号，用于数据传输被INT打断，微处理器要给予响应，传输数据完毕之后通知另外一端传输完毕。

此外，在某些情况下，SPI通信需要使用第五条线(片选信号线)，它被用来同时选中多个设备进行通信。

I2C：I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行通信协议，被广泛应用于微控制器和其它外围设备之间的通信。它使用了两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。每个连接到I2C总线的设备都有一个唯一的地址，通过地址来识别设备。

I2C总线具有以下特点：

只使用两条总线线路，一条串行数据线(SDA)和一条串行时钟线(SCL)。

SDA和SCL都是双向线路，通过上拉电阻连接到正的电源电压。

每个连接到总线的设备都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/从机关系软件设定地址。

它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始化数据传输，可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏。

串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s。

连接到相同总线的IC数量只受到总线的最大电容400pF限制。