6.2.1-串行通信的数据传输方式（教案）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《单片机技术与应用》 一体化 理论 章节（课题）及内容 串行通信的数据传输方式 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解串行通信中常见的两种数据传输方式：同步传输和异步传输。 · 掌握同步传输和异步传输的特点、工作原理和适用场景。 · 学会在实际应用中选择合适的数据传输方式。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 串行通信中同步传输和异步传输的基本概念和工作原理。 2. 同步传输和异步传输的特点和适用场景。 教学难点 1. 同步传输中时钟同步机制的理解。 2. 异步传输中起始位和停止位的作用。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 · 讲授法：通过讲解同步传输和异步传输的相关知识，引导学生理解它们的原理和应用。 · 案例分析法：通过分析具体的串行通信应用案例，帮助学生理解它们在实际应用中的优缺点。 · 实践法：通过编程实践，让学生亲身体验同步传输和异步传输的基本操作方法，提高学生的动手能力 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 提问：在串行通信中，数据是如何从发送方传输到接收方的？ 2. 引出串行通信的数据传输方式，简要介绍同步传输和异步传输的概念。 2分钟 讲授新课 练习指导 串行通信的数据传输方式是将数据按位依次传输，每一位数据占据固定的时间长度。在串行通信中，数据在一条信号线上进行传输，一个字节的数据要分为8次，由低位到高位按顺序一位一位的进行传送。串行通信的数据是逐位传输的，发送方发送的每一位都具有固定的时间间隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。不仅如此，接收方还必须能够确定一个信息组的开始和结束。常用的两种基本串行通信方式包括同步通信和异步通信。 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。它们均由同步字符、数据字符和校验字符(CRC)组成。其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。 异步通信中，在异步通信中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。 串行通信中的同步传输和异步传输是两种不同的数据传输方式，它们的主要区别在于同步传输使用同步时钟来传输数据，而异步传输使用流量控制来传输数据。 同步传输的特点包括： - 发送器时钟和接收器时钟同步，因此它们以相同的速率运行。 - 数据以固定时间间隔内一次性逐块或逐帧传输，没有额外的页眉和页脚位的开销。 - 高效、可靠并允许传输大量数据。 异步传输的特点包括： - 也称为开始/停止传输，使用流控制方法将数据从发送方发送到接收方。 - 不使用时钟来同步源和目标之间的数据。 - 在传输中一次发送一个字符或8位Bits，每个字符之前先发送起始位，结束后发送停止位。 - 这种方法简单、快速且具有成本效益。 在实际应用中，同步传输常用于需要连续、高速数据传输的场景，如计算机内存和硬盘之间的数据传输。而异步传输则常用于数据传输量较小、速度要求不高的场景，如计算机键盘和鼠标的通信。 同步传输和异步传输是两种不同的数据传输方式，它们在实际应用中各有优缺点： **同步传输**： - 优点： 1. 高效：同步传输在固定时间间隔内一次性逐块或逐帧传输，没有额外的开销，因此传输效率。 2. 可靠：同步传输中发送器时钟和接收器时钟同步，以相同的速率运行，这确保了数据的准确接收。 3. 大数据量传输：同步传输允许传输大量数据。 - 缺点： 1. 系统复杂性：同步传输需要发送器和接收器之间的时钟同步，这增加了系统的复杂性。 2. 实时性要求高：同步传输要求发送和接收设备具有相同的时钟频率，这在某些实时性要求不高的场景中可能不是最佳选择。 **异步传输**： - 优点： 1. 硬件要求低：异步传输不使用时钟来同步源和目标之间的数据，对硬件的要求较低，实现起来比较简单、