串行通讯接口

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1、第7章串行通讯接口主讲老师：张伟民本章概述串行接口为外部设备提供了能使信息串行逐位传送的输入输出端口，广泛应用于微机与外部设备之间的远距离通信。本章将介绍串行接口的基本结构、功能及工作原理，并通过一些串行接口的设计实例，介绍串行接口电路的基本设计方法。教学目标1.理解全双工方式和半双工方式。2.能叙述同步方式和异步方式的区别。3.了解串行通讯的接口标准。4.了解串行通信接口的任务及组成。学习内容1.串行通信的概念及协议2.串行接口标准串行通讯的接口标准重点难点§7.1串行传送的基本概念§7.2串行通信的数据格式§7.3串行通讯的接口标准§7.4串行通信接口的任务及组

2、成学习方法结合并行通信接口的特点来比较学习串行通讯，总结其特点及应用。7.1串行传送的基本概念串行通信的特点：只须一对传送线，较并行传送节省传输线，特别是位数多、距离远时，此优点更显著，可借用现有的通讯线路。有固定的数据传输协议。线上的通信信号一般不是TTL电平，因此与CPU通信必需进行电平转换。传送信息的速率要求双方约定。缺点：传送速度比并行慢，并行需时间T，则串行为NT（位）。7.1串行传送的基本概念（续1）计算机计算机或外设发送10010010串行送的特点7.1串行传送的基本概念（续2）串行通信中，数据通常是在二个站（点对点）之间进行传送，将数据从一个地方传送

3、到另一个地方，须使用通信线路，数据在通信线路的两端，即两工作站之间传送，按其通信方式，可将数据传输线路分成3种：单工(SingleDuplex）半双工(HalfDuplex)全双工(FullDuplex)串行数据传送的方向发送接收特点：信息只能沿一个方向传送，使用一根传输线。应用：电视发射台7.1串行传送的基本概念（续3）1.单工(SingleDuplex）发送器接收器发送器接收器A站B站图9.2半双工方式示意图7.1串行传送的基本概念（续4）2.半双工（HalfDuplex）使用同一根传输线，既可发送数据又可接收数据，但不能同时。如图9.2所示：特点：①通信双方各

4、有一个收/发切换电子开关，双方均可进行数据的接收和发送。②只需要一根传输线。③因有切换，会产生时间延迟应用：打印机串口，单向传送设备，发送器→接收器7.1串行传送的基本概念（续5）发送接收图9.3调制电话线特点：①每一端都有发送器和接收器②有二条传送线应用：交互式应用，远程监测控制7.1串行传送的基本概念（续6）3.全双工（FullDuplex）7.1串行传送的基本概念（续7）计算机的通信是要求传送数字信号，而在进行远程数据通信时，线路往往是借用现有的公用电话网，但是，电话网是为音频模拟信号的设计的。一般为300～3400Hz，不适合于数据信号。MODEMMODEM

5、模拟信号数字信号数字信号CRT101010101010信号的调制和解调因此需要对二进制信号进行调制，以适合在电话网上传输相应的音频信号，在接收时，需要进行解调，还原成数字信号。1.发送采用调制器（Modulator）把数字信号转换为模拟信号，送到通信链路上。2.接收器再通过解调器（Demodulator）把模拟信号转换为数字信号。7.1串行传送的基本概念（续8）7.1串行传送的基本概念（续9）调制器的类型：调频和调相1）振幅键控（ASK）2）频移键控（FSK）3）相移键控（PSK）－＋输出（FSK)S1S21频率1频率2PATA频移键控调制原理图7.1串行传送的基本

6、概念（续10）7.1串行传送的基本概念（续11）信息的检错与纠错由于干扰而引起误码是难免的，这直接影响通信系统的可靠性，对通信中的检/纠错能力是衡量一个通信系统的重要内容。如何发现传输中的错误－－检错发现错误之后，如何消除错误－－纠错常用检错方法：1、奇偶校验2、方阵码3、CRC循环冗余7.1串行传送的基本概念（续12）（1）串行传输速率串行传输速率也称波特率（BaudRate）每秒传输的二进制位数bps字符中每个二进制位持续的时间长度都一样，为数据传输速率的倒数过去，串行异步通信的数据传输速率限制在50bps到9600bps之间。现在，可以达到115200bps或

7、更高波特率与收发时钟7.1串行传送的基本概念（续13）字符速率：每秒钟传输的字符数。波特率：指单位时间内传送二进制数据的位数。单位为：b/s例１:异步传输过程设每个字符对应1个起始位、7个信息位、1个奇偶校验位和1个停止位，如果波特率为1200bps，那么，每秒钟能传输的最大字符数为1200/10＝120个。字符速率与波特率两者的关系7.1串行传送的基本概念（续14）例2:同步传输用1200bps的波特率工作，用4个同步字符作为信息帧头部，但不用奇偶校验，那么，传输100个字符所用的时间为7(100+4)/1200＝0.6067s，这就是说，每秒钟能传输的字符数