微机原理与接口第9章串行通信接口

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1、《微机原理与接口技术》易凡wdyifan@163.com武汉大学物理学院电子科学与技术系第九章串行通信与接口教学重点异步通信协议和RS232C接口8051、8250芯片的结构与编程使用异步通信程序9.1串行通信基础串行通信：将数据分解成二进制位用一条信号线，逐位顺序传送的方式串行通信的优点：通信的线路少，因而在远距离通信时可以极大地降低成本串行通信适合于远距离数据传送，也常用于速度要求不高的近距离数据传送PC系列机上有两个串行异步通信接口、键盘、鼠标器与主机间采用串行数据传送传输制式单工方式（Simp

2、lex）:只允许数据按照一个固定的方向传送数据流单工方式A发送器B接收器图示传输制式（续）半双工方式（Half-Duplex）收发双方均具备接收和发送数据能力。由于只有一条通道，不能同时在两个方向上传送数据。数据流半双工方式A发送器接收器B接收器发送器图示传输制式（续）全双工方式（FullDuplex）:收发双方均具备接收和发送数据能力，并可以同时进行双向传输。数据流全双工方式A发送器接收器B接收器发送器图示传输速率比特率(信息传输速率)：每秒传送的二进制数位数(比特数)单位为bps(bitperseco

3、nd)波特率(码元传输率):每秒传送的码元(符号)数单位为:波特(Baud)即每秒传送1个码元(符号)称传输率是1波特。传输速率（续）波特率与比特率的差异若每个码元所含的信息量为1比特(Bit)，则波特率等于比特率，否则二者不等例如，在四相调制系统中，每次调制取4种相位差值，它代表2位二进制信息位，此时,比特率=2波特率标准波特率系列为:110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、19200串行通信协议通信协议：收发双方共同遵守的基本通信规程（Protocol）通信协议主要内

4、容：同步方式传输控制步骤差错检验方式数据编码数据传输速率通信版文的格式控制字符的定义等串行通信的基本方式串行通信有两种基本方式异步串行通信在通信的数据流中，字符间异步，字符内部各位间同步。“异步”体现在字符与字符之间通信没有严格的定时要求。一旦传送开始，收/发双方则以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的每一位。同步串行通信数据流中的字符与字符之间和字符内部位与位之间都同步。同步串行通信是以数据块（字符块）为信息单位传送，而每帧信息包括成百上千个字符；传送一旦开始，要求每帧信息内部的每一位都

5、要同步。异步通信协议（起止式通信协议）格式起始位：每一帧字符的开始，1位，逻辑0数据位：紧接着起始位，数据位个数为5～8位，数据从最低位开始发送奇偶校验位：数据位之后，发送1位奇偶校验位，也可以不发校验位停止位：一帧字符的最后发停止位，它可以是1位、1.5位或2位的逻辑1信号空闲位：在每一帧字符之间可以有不等位数的逻辑1信号，表示没有传送图示异步通信协议（起止式通信协议）格式比如ASCII字符‘A’,二进制是01000001(8位)，它们在起始位和2位停止位之间传送，并使用了1位奇校验位。Out01000

6、0010011先出后出D7D0为了确保异步串行通信传输正确：15用相反极性的起始位和停止位/空闲位提供准确的时间基准接收器在每位的中心采样，以获得最大的收/发时钟频率偏差容限接收器采用比传送波特率更高频率的时钟来控制采样时间，以提高采样的分辨能力和抗干扰能力。例题：异步传输7位ASCII码，如果需要数据传输速率为240字符/秒，使用1位奇偶校验位和1位停止位，则：①波特率应该是多少？②有效数据位传输位是多少？③传输效率是多少？答：①波特率是(7位数据位+1位起始位+1位校验位+1位停止位)×240=240

7、0b/s②有效数据位传输位是：7×240=1680b/s③传输效率是：1680/2400=70%以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬件电路比较复杂串行同步通信主要应用在网络当中最常使用高级数据链路控制协议HDLC同步通信协议同步通信协议的格式：多个数据字节加上同步字符构成一个数据包称为1帧每一帧以1个或2个同步字符(SYNC)为起始紧跟同步字符之后是N个数据字符，N可由用户设定以两个检验字符(CRC)作为1帧的结束CR

8、C2CRC1数据字节n…数据字节1SYNC1一帧SYNC2CRC2CRC1数据字节n…数据字节2数据字节1SYNC一帧CRC2CRC1数据字节n…数据字节3数据字节2数据字节1一帧a.单同步数据格式b.双同步数据格式c.外同步数据格式信号的调制与解调调制（Modulating）发送方将数字信号转换成模拟信号（实现频谱‘搬移’）解调（Demodulating）接收方将接收的模拟信号还原成数字信号调制解调器MODEM具有调制和解调