微型计算机原理与接口技术（第二版）第7章串行通信及串行接口技术

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1、微型计算机原理与接口技术（第二版）第7章串行通信及串行接口技术7.1串行通信概述7.2可编程串行接口8251A7.38251A的应用习题与思考学习目标7.1串行通信概述7.1.1串行通信与并行通信7.1.2串行通信中的基本技术7.1.3串行通信的分类7.1.4RS-232C串行接口标准7.1.5串行接口的基本结构与功能并行通信计算机计算机串行通信计算机计算机并行通信的传输速度快，但是成本高，适于短距离的高速传输。串行通信的成本低，但是传输速度相对较慢，适于远距离的中低速通信场合。在微型计算机中，CPU内部、CPU与主存之间都采用并行数据传

2、输方式，CPU与I/O接口之间的数据传输大多采用并行方式，I/O接口与外设之间多用串行通信方式。7.1.1串行通信与并行通信D0…D6D7发送器接收器接收器发送器7.1.2串行通信中的基本技术1．串行通信的数据传输方式2）半双工方式：1）单工方式：单向传送发送器接收器数据3）全双工方式：发送器接收器接收器发送器分时双向同时双向数据数据数据数据2．信号的调制与解调7.1.2串行通信中的基本技术调制：把数字信号转换为模拟信号的过程。解调：把模拟信号转换为数字信号的过程。调制解调器（MODEM）：把完成调制和解调功能的调制器和解调器合在一起的装

3、置。数字信号模拟信号数字信号电话线计算机AMODEMMODEM计算机B2．信号的调制与解调7.1.2串行通信中的基本技术三种调制方式：调幅、调频、调相3．串行通信的数据传输速率7.1.2串行通信中的基本技术数据传输速率：指单位时间内传输的信息量，可用比特率或波特率表示。比特率：每秒钟传输的二进制数据的位数,单位为bps（位/秒）。波特率：指每秒传输的波特数。波特是通信中的符号（也称离散状态）传输速率单位，每秒传输1个符号称传输率为1波特。波特率反映单位时间内真正传输的数据量，是衡量串行数据传输速度快慢的重要指标（波特率≤比特率）。在通信领

4、域常用波特率表示串行数据传输的速率。4．发送时钟与接收时钟7.1.2串行通信中的基本技术发送时钟：发送器使用的时钟。二进制串行数据序列的发送由发送时钟控制。数据的发送过程：先把待发送的并行数据序列送入发送器中的移位寄存器，然后在发送时钟（下降沿）的控制下，把移位寄存器中的数据逐位串行移出到串行输出线上。每个数据位的时间间隔由发送时钟周期来划分。接收时钟：接收器使用的时钟。二进制串行数据序列的接收由接收时钟对串行数据输入线进行采样定时。数据的接收过程：在接收时钟的每个时钟周期（上升沿）采样一个数据，并将其移入接收器中的移位寄存器，然后组合成

5、并行数据序列，存入系统存储器中。5．波特率因子7.1.2串行通信中的基本技术把发送（或接收）时钟按一定的分频系数分频后，再用来作为移位寄存器的移位脉冲，则串行线上的数据传输波特率不等于时钟频率，且二者之间存在着一定的比例关系，这个比例系数称为波特率因子或波特率系数。收/发时钟频率F＝波特率因子ｎ×波特率（异步通信中：ｎ＝1／16／32／64）（同步通信中：ｎ＝1）6．串行通信的检错与纠错7.1.2串行通信中的基本技术由于通信系统本身的软件、硬件故障，或者外界干扰等原因，串行数据在传输过程中，会产生信号畸变，引起误码，这直接影响通信系统的可

6、靠性，所以对通信中差错控制非常重要。减小误码率的主要方法：从硬件和软件两方面对通信系统进行可靠性设计。对传输信息采用一定的检错和纠错编码技术：◇奇偶校验◇方阵校验◇循环冗余校验（CRC）7.1.3串行通信的分类通信双方必须约定通信规程（协议），包括收发双方的同步方式、传输控制步骤、差错检验方式、数据编码、数据传输速率、通信报文的格式及控制字符的定义等。同步：在串行通信中，发送方发送信息和接收方接收信息应当相互协调，保证发出的信息在到达接收方时，能够被及时采样并准确接收到，为此，收发双方规定一个共同的时间参考，称为“同步”。串行通信的“同步

7、”主要在传输的数据格式上采取措施。根据数据传输格式的不同，串行通信分为：1.异步通信方式2．同步通信方式↑奇校验位↑停止位1．异步通信方式异步通信方式是靠起始位和停止位来实现字符的界定和同步的，通信双方可以各自使用自己的发送时钟和接收时钟。异步通信方式按帧传输。通常用于传输数据量较少、传输效率要求不高的场合。7.1.3串行通信的分类↑起始位数据位J的ASCII（1001010）0101001001111…1…一帧空闲位空闲位异步通信方式传输的数据格式（以字符为单元）示例：同步通信方式要求接收和发送双方对传输数据的每一位必须严格保持同步。同

8、步传输方式的通信效率很高，适用于要求快速、连续传输大量数据的场合。2．同步通信方式7.1.3串行通信的分类同步通信方式以数据块为基本传输单位（一个数据块包括多个字符，每个字符包括多个位，数据块