第10章串行接口11

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1、第10章串行接口本章学习内容掌握串行通信的基本概念掌握RS232C串行接口标准掌握串行接口的基本功能和一般结构了解可编程串行接口芯片8251的结构、应用及编程方法。10.1串行通信的基本概念10.2RS232C串行接口标准10.3串行通信接口的基本功能和一般结构10.4可编程串行接口芯片8251A10.1串行通信的基本概念通信：计算机的CPU与外部设备之间的信息交换。通信的基本方式：并行通信、串行通信并行通信：指数据的各位同时进行传送。在计算机系统中，CPU与存储器、主机与打印机之间的通信，一般采用并行方式，传送速度快。串行通信：指数据为一位一位按顺序传送。串行通信的特点：数据在单条1位宽

2、的传输线上按时间先后一位一位地传送；节省传输线（优点）；数据传输率较低（缺点）。主要适用于长距离、低速率的通信中。10.1.1数据传送方向单工半双工全双工1单工（Simplex)在接收器和发送器之间只有一条传输线,只能进行单一方向的传输,这样的传送方式称为单工方式.设备A发送器设备B接收器Dataflow2半双工（HalfDuplex）使用同一条传输线既作为输入又为作输出时,虽然数据可以在两个方向上传送,但通信双方不能同时进行发送和接收数据,这样的传送方式称为半双工。设备A发送器/接收器设备B接收器/发送器Dataflow3全双工（FullDuplex）数据的接收和发送分流，分别由2条不同

3、的传输线传送时，通信双方都能在同一刻进行发送和接收数据，这样的传送方式称为全双工方式设备A发送器/接收器设备B接收器/发送器10.1.2串行通信方式串行通信中，发送端将并行数据转换成串行数据后才能发送，而接收端则需将接收到的串行数据转换成并行数据。为了正确地区分每一个字符以及字符中的每一位信息，要求发送端和接收端的工作必须同步。否则，可能会出现一个字符在被串行传送后，在接收时因某种原因只要错一位，则后面接收到的所有字符都是错误的。因此，串行通信中如何使收、发双方同步工作是最关键的。同步方式（同步通信）异步方式（异步通信）常用的同步方法有两种：1异步通信(AsynchronousDataCo

4、mmunication)指字符与字符之间的传送是完全异步的，而一个字符的位与位之间是同步的。换句话说，两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在同一个字符中相邻位代码的时间间隔是固定的。1/00011…15-8位数据位1/0停止位或空闲位1…1起始位奇偶校验第n个字符空闲位第n+1个字符低位高位串行异步传输数据格式奇校验：在发送数据时自动检测发送数据所含1的个数，如果为奇数，则校验位自动写0；如果为偶数则校验位写l，以保证每次发送的数据(数据位十奇偶校验位)所含1的个数为奇数，这时如果接收方接收到偶数个1(去掉字符的起始位和停止位后)，则表示奇校验出错：偶校验：如果数据位1的个数为偶数，则校验

5、位自动写入0；如果为奇数则写入1，以保证每次发送的数据(数据位十奇偶校验位)所含1的个数为偶数，这时如果接收方接收到奇数个1，表示偶校验出错。异步通信的特点(1)字符帧（frame）的传输格式使发送方在字符之间可按应用要求插入不同的时间间隔，即每一个字符的发送是随机的，而每个字符一经发送，接收和发送双方均以预先固定的时钟速率传送各位，这是异步通信的主要特点。(2)每一个字符传输开始总是以一个起始位为准，然后接收方与发送方保持同步(格式的统一)。(3)通信双方可按应用需要随时改变通信协议，即改变数据位、奇偶校验位和停止位长度或数据传输率。2同步通信(synchronousDataCommun

6、ication)是串行通信中速度较快的一种。同步通信去掉每个字符的起始位和停止位，把字符一个一个顺序连接起来，以固定长度的字符串组成一个数据块(也称为帧，可根据实际情况定为512、1024字节)，每个数据块前加1或2个同步字符，尾部是错误校验字符，这样，同步通信只有约1％的附加数据，提高了数据传送效率。图10－5同步通信格式在同步通信中，接收设备首先要搜索同步字符，在得到同步字符之后，开始装入数据。传输过程中，发送和接收设备要保持完全的同步。在距离较近时，在传输线中增加一根时钟信号线，用同一时钟发生器驱动收发设备。如果传输距离较远，可通过解调器从数据流中提取同步信号，用锁相技术可以得到与发

7、送时钟完全相同的同步时钟信号。串行异步通信以起始位和停止位封装每一个字符，同步通信以同步字符封装每一帧数据，这种数据格式的不同造成硬件有很大区别。同步通信的硬件接口比异步通信复杂。同步通信的特点(1)由于在一个数据帧内同步传输所需附加位较少，在位速率相同的情况下，其传输速度比异步方式高。(2)对通信双方的时钟同步要求比较高，过程控制复杂。10.1.3串行传送速率1波特率Rb波特率Rb:每秒传输的二进制位数，单位为bps。