串行输入输出接口

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1、第八章串行输入/输出接口概述串行通信的实现串行通信的基本术语可编程串行通讯接口芯片8251A简介串行通信RS－232CUSB总线简介8.1概述一、串行数据计算机与外部信息交换方式有两种，一种是并行通信，另一种是串行通信。并行通信时，数据各位同时传送。而串行通信时，数据和控制信息是一位接一位串行地传送下去。这样，虽然速度会慢一些，但传送距离比并行通信长，硬件电路也相应简单些。现在的台式PC机一般至少有两个RS－232串行口COM1和COM2，通常COM1使用的是9针D形连接器，而COM2使用的是老式的DB25

2、针连接器。二、串行通信的实现1、并行通信和串行通信的特点：串行通信是逐位传送数据，所以一个多位数据需要多次传送。比如一个8位的字节型数据至少需要8次传送。它有如下特点：速度较慢；引线少；距离长。2、串行通信的硬件条件在硬件上，串行通信系统的核心部件是移位寄存器，其中在发端要有一个并入串出移位寄存器，在收端要有一个串入并出移位寄存器。001100000000110000000010001D7D03、串行通信的同步为了可靠的串行通信，同步信号起到至关重要的作用。在理想情况下，同步信号应该在数据信号线上出现有效数

3、据期间的中心点有效，因为这时数据线上的数据是最稳定的。但在典型的串行通信系统中，是不存在同步信号线的！如何实现串行通信的中数据传送的同步呢？系统从软件和硬件两方面采取了如下三个措施：（1）设置波特率波特率是指单位时间内传送的位数，单位是比特/秒。（2）设置数据的传送格式，一般地串行通信在传送数据时，并不是单纯地传送数据位信息。为了使数据传送可靠，还设定了其他一些辅助位。（3）设置波特率因子在异步通信方式进行通信时，发送端需要用时钟来决定每1位对应的时间长度，接收端也需要用一个时钟来测定每1位的时间长度，前一

4、个时钟叫发送时钟，后一个时钟叫接收时钟。这两个时钟的频率可以是波特率的数倍，一般取16倍、32倍或64倍。这个倍数就称为波特率因子。波特率1/波特率因子接收时钟1200×16＝1920012008.2串行通信的基本技术一、串行通信方式1、异步通讯异步通信是指以字符为单位传送数据，用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束字符，两次传送时间隔不固定。2、同步通信异步通讯为了可靠地传送数据，在每次传送数据的同时，附加了一些标志位。在大量数据传送时，为了提高速度，就去掉这些标志，这就是同步通讯。采用同步传送，在数据

5、块开始处要用同步字符来指示，并在发送端和接收端之间要用时钟来实现同步。二、串行通讯中的数据传送方向1、半双工每次只能有一个站发送。2、完全双工两个站都能同时发送称完全双工。三、异步接收/发送器（UART）串行接口的基本结构主要是异步接收/发送器（UART），它不仅包括并行数据和串行数据之间的相互转换，还有检测串行通信在传送过程中可能发生错误的逻辑部件。a.奇偶错误如上所述，在接收时，UART检查接收到的每一个字符的“1”的个数这个标志，发出奇偶校验出错信息。b.帧错误若接收到的字符格式不符合规定(如缺少停止

6、位等)，则置位该标志，发出帧出错信息。c.丢失(溢出)错误UART是一种双缓冲器结构。例如，在接收时，接收的数据先由移位寄存器移位，把串行数据变成并行数据，然后送到接收数据寄存器，由输入指令将数据送到CPU中。由于数据送到接收数据寄存器，所以即使CPU还没取走这个数据，UART也可以接收另一个新的字符。但若UABT接收到第二个字符的停止位，且要把第二个字符传送到接收数据寄存器时，CPU还没取走上一个数据，于是第一个数据会被丢失。如果UART出现这种情况就置位丢失(溢出)标志，发出丢失出错信息。四、信号的调制

7、和解调由于模拟信号的传输比数字信号传输更为有效，因而可将数字信号调制成模拟信号进行传输，用解调器把接收的模拟信号再转换成数字信号。8.3可编程串行通讯接口芯片8251A简介8251A芯片是INTEL公司生产的大规模集成电路芯片，是与INTEL系列CPU兼容的可编程的串行通讯接口。虽然8251A功能较强，但它需要外部时钟电路。因此采用8251A作为接口电路时需要比较复杂的外围电路。而目前流行的单片机如MCS51系列，CPU内部就集成了串行接口部件及定时器/计数器，几乎不需要外围辅助电路，使用起来非常简单，性能

8、价格比很高，因此现在越来越多的数字化仪器仪表电路中不再采用8251A而是使用单片机作为串行通信接口了。一、主要基本性能1．可用于同步和异步传送2．波特率,DC－19.2K(异步)；DC－64K(同步)。3．完全双工，双缓冲发送和接收4．与8080/8085CPU完全兼容二、内部结构发送和接收电路调制解调控制电路总线接口部分1．发送器a.数据输出线TxDb.发送时钟TxCc.发送器准备好TxRDYd.发送器空信号T