微型计算机接口技术 教学课件 作者 古辉 主编8章-串行通信接口.ppt

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1、第八章串行通信接口1第八章串行通信接口8.1串行传送的基本概念8.2串行通信的数据格式8.3串行通信接口标准8.4串行通信的接口与组成8.5可编程串行接口芯片8251A8.6串行通信接口电路设计8.7实验设计2§8.1串行传送的基本概念8.1.1并行通信与串行通信8.1.2串行通信的连接方式8.1.3通信速率8.1.4信号的调制与解调3§8.1.1并行通信与串行通信通信指计算机与外设、计算机与计算机之间的数据交换。基本的通信方式分为两种：并行通信:多位数据（8位、16位、32位）同时传输，每位数据占用一根传输线。串行通信：数据通过一根传输线，按一定的格式一位一位地传输。

2、如图8.1所示。优缺点比较:串行通信的数据传输速率虽然比不上并行通信，但在远距离通信上，串行通信有着更大的优越性。这是因4图8.1并行和串行通信示意图5§8.1.1并行通信与串行通信为一方面，并行通信需用多条数据线进行数据传输，成本较高；而串行通信只需一根传输线，可以利用现有的电话网络（电话线）实现远程通信，通信费用大大降低。另一方面，多路并行信号传输时，线间存在的分布电容会引起线间串扰。而且在接收端放大多路并行信号时容易产生信号歪斜，即由于各条线路传输延时之差而引起的接收器采样各个数据线的定时的显著不同。这些问题会随着传输距离的增加而愈加严重。若采用串行通信就不存在上

3、述问题。通过上述比较，我们可以得出以下结论：每种通信方式各有其最适合的场合。对于短距离高速通信，采用并行通信可能是最佳方案。对于长距离中低速通信，串行通信常常是最好的手段。6§8.1.2串行通信的连接方式在串行通信中，按在同一时刻数据流的方向，连接方式可分为三种：单工方式、半双工方式和全双工方式。如图8.2所示。单工方式：只允许数据在一个方向传送。在图8.2（a）中，A站只作发送器，B站只作接收器，数据流的方向只能从A到B。半双工方式：收、发双方均具备发送和接收的能力，但因为只有一根数据线，所以同一时刻仅能进行一个方向的数据传送。在图8.2（b）中，A站、B站既可作为发

4、送器也可7§8.1.2串行通信的连接方式作为接收器。数据流的方向可以是从A到B，也可以是从B到A，但在同一时间只能进行一个方向的传送。全双工方式：有两根数据线，可支持数据流在两个方向同时传送。如图8.2（c）。图8.2串行通信的连接示意图8§8.1.3通信速率比特率：每秒传送的二进制位数，单位是bit/s波特率：每秒传送的Ｎ进制位数，单位是bout/s比特率与波特率的比较两者的关系是比特率＝波特率log2N。由于计算机中的数据均采用二进制方式,因此比特率和波特率是一致的。例如，某通信系统,每秒传输120个字符，每个字符包含10位二进制数，则波特率为120×10＝1200

5、波特。计算机通信中，常用波特率表示通信速率。国际上规定了标准波特率系列，最常用的标准值是110波特、300波特、600波特、1200波特、1800波特、2400波特、4800波特、9600波特和19200波特。9§8.1.3通信速率如串行打印机由于其机械装置速率较慢，通信速率常设定在110波特；点阵式打印机由于其内部有较大的数据缓冲器，通信速率常设定在2400波特；大多数CRT显示器的通信速率设定在9600波特。在串行通信中，往往根据传送的波特率来确定串行接口的发送时钟和接收时钟的频率。它们和波特率之间有如下关系：时钟频率＝n×波特率。式中，n为波特率因子或波特率系数，

6、其值可以为1、16、32或64。若波特率因子为1（时钟频率等于波特率），则由于异步通信收、发双方各有自己的时钟信号，双方的时钟频率稍有偏差或不同相位就容易产生接收错误。因此，在异步通信中，往往采用较高频率的时钟信号，如波特率16倍频或64倍频。10§8.1.4信号的调制与解调在计算机网络、远程变换和远程诊断等场合，一般都通过电话线来进行远程信息传输。但电话线的频带较窄，而计算机通信中所传送的数字信号的频带很宽，包含丰富的直流和低频成分，所以当数字信号直接通过电话线传输后会使信号发生严重的畸变。这时，就需要将低频的数字信号进行调制和解调。调制：将低频的信号寄载到高频载波上

7、，具体而言，就是用低频信号改变高频载波（如正弦波）的某个参数（如幅值、频率、相位）。调制好的信号称为已调信号。解调：将已调信号还原为低频的信号。显然，解调是调制的逆过程。调制解调器MODEM：在双工方式中，通信设备既要发送、又要接收，则同11§8.1.4信号的调制与解调时需要调制和解调，所以常把两个电路做在一起，称为调制解调器MODEM。如图8.3所示为用MODEM实现远程通信的示意图。图中，在发送端，计算机输出的数字信号经MODEM调制为FSK信号，发送到传输线路上；接收端接收到该信号，经MODEN解调还原为数字信号，送入计算机内部处理