串行通信及其接口技术

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1、第12章串行通信及其接口技术●串行通信协议——同步通信和异步通信●串行接口标准●8251A的编程结构●8251A的方式字、控制字和状态字主要内容12.1串行通信基础12.1.1串行通信协议所谓通信协议，又称为通信规程、通信规范，是通信双方约定的一些规则，这些规则包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题作出统一规定，通信双方必须共同遵守。串行通信协议根据同步方式的不同，可以分为两种类型：一种叫同步通信（SYNC），另一种叫异步通信（ASYNC）。1.异步通信及其协议异步通信是指以一个字符为传输单位，通信中两个字符间

2、的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。异步协议的特点是一个字符一个字符传输，并且以传送一个字符为基本周期，常称为一帧。在一帧中，传送一个字符总是以起始位开始，以停止位结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。各位的意义如下：空闲位：当没有数据在传输线上传送时，传输线将处于逻辑“1”的状态，称空闲位。起始位：当传输线处于空闲位时，若发出一个逻辑”0”的信号，则表示开始传输字符，该逻辑“0”信号称起始位。数据位：起始位之后紧接着就是数据位，其个数可为5、6、7、8等。奇偶校验位：位于在数据位之后，对数据传送的正确性进行

3、校验。停止位：位于奇偶校验位之后，表示一个字符数据传送结束。停止位可以是1位、1.5位、2位的高电平。波特率是在串行通信中是衡量数据传送速率的指标，表示每秒钟传送的二进制位数。例如：数据传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120＝1200位/秒＝1200波特。最常用的标准波特率是110、300、1000、1200、2400、4800、9600和19200波特等。异步通信协议一般用在数据速率较慢的场合（一般来说，小于19.2KBit/Second）。在高速传送时，一般要采用同步通信协议。2.同步串行通信及其协议同步通

4、信在通信过程中，每个字符间的时间间隔是相等的，而且每个字符中各相邻位代码间的时间间隔也是固定的，每个字符也可以对应5~8位。同步协议又有面向字符（CharacterOriented）型协议和面向比特（Bit-Oriented）型协议以及面向字节（Byte-Oriented）型协议三种。12.1.2数据传送方式按照数据流的方向可分成三种基本的传送方式：单工方式、半双工方式和全双工方式。1.单工方式这种方式，在任何时刻都只允许数据按照一个固定的方向传送。2.半双工方式半双工方式采用同一根传输线既作输入又作输出，数据能从A站传送到B站，也能从B站传送到A站

5、。3.全双工方式全双工方式允许通信双方同时进行发送和接收。12.1.3调制与解调一般来说，把数字信号转换成模拟信号的装置称为调制器（Modulator），把模拟信号转换成数字信号的装置称为解调器（Demodulator），而把传输信号的介质称为通信链路。调制解调器的工作过程常用的调制方式有三种：调幅、调频和调相，也称为振幅键控，频移键控和相移键控。12.2串行接口标准计算机和外设之间双方要共同遵循的某种约定。这种约定称为物理接口标准，包括连接电缆的机械、电气特性、信号功能及传送过程的定义等等。12.2.1RS-232-C标准适合于数据传输速率在0~2

6、0000bit/s范围内的通信。目前RS-232-C有多种不同类型的连接器，其引脚的含义和功能也各不相同，比较典型的连接器有DB－9、DB－15和DB－25三种类型。12.2.2RS-422A和RS-423A标准这两个标准适合于传输距离更远、数据传输速率更高的接口。1.RS-422A标准RS-422A标准是一种以平衡方式传输的标准。2.RS-423A标准RS-423A标准是一种以非平衡方式传输的标准。12.2.3RS-485标准RS-485标准是在RS-422A标准的基础上发展起来的，也是一种以平衡方式传输的标准。该标准改善了RS-422A标准，在R

7、S-485标准的电路中，可以有多个接收器，也可以有多个发送器12.3可编程串行接口芯片8251A12.3.1串行接口1.串行接口的组成2.串行接口的功能（1）实现串/并行相互转换的功能（2）实现串行数据格式化的功能（3）实现校验数据正确性的功能（4）实现与通信设备联络控制的功能12.3.2可编程串行接口芯片8251A在众多的串行接口芯片中，最具代表性的接口芯片是Intel8251A。它可以管理信号变化范围很大的串行数据通信。12.3.38251A的外部引脚8251A为28脚双列直插式芯片。一组为与CPU接口的信号线；另一组为外设（或调制器）接口的信号

8、线。12.3.48251A的编程结构12.3.58251A的编程1.8251A的内部寄存器2.8251A的方