计算机接口技术及应用 第8讲 (串行接口) (2010秋).pdf

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1、计算机串行接口主要内容串行通讯的概念及其标准计算机接口技术及应用第八讲PC系统的异步串行通讯端口的工作原理及编程多机通讯目的掌握串行通讯原理计算机接口应用掌握PC系统的异步串行端口工作原理——串行接口及应用了解多机通讯的实现方法要求掌握串行通讯的相关概念、串行通讯工作原理理解串行通讯同步的三种方法计算机通信基本概念串行通信的主要优点串行通信与并行通信是两种基本的数据通信方式1.传输距离长,可达到数千公里2.长距离内串行数据传送速率比并行数据传送速率串行通信:将数据的各个位一位一位地通过单根传快,因为串行通信的通信时钟频率

2、较并行通信更输线按顺序逐个分时传送，即通信双方一次传输一容易提高个二进制位3.抗干扰能力强,串行通信信号间的相互干扰完全可以忽略4.线路成本低并行通信:将待传数据的各位通过多条1位宽的传输线同时传送，宽度一般为“字节”或“字”5.传输线既传数据,又传命令等信息串行通讯串行通讯时序•同步串行通讯单工和双工同步时钟半双工和全双工同步数据0110010001010•异步串行通讯ABAB数据0110010001010OnlyAtoBBi-directionalAandB虚拟时钟1计算机RS232接口RS232电平和TTL电平

3、RS232的由来RS232电平与电压之间关系：RS232信号电平逻辑‘1’(高电平)对应的电压为–10V~-15V;典型值为-12V;逻辑‘0’(低电平)对应的电压为+10V~+15V;典型值为+12VRS232电平和TTL电平区别引脚信号功能:TTL电平与电压之间关系：Pin1-CD载波检测CarrierDetectPin2-RxD接收数据输入端ReceiveData逻辑‘1’(高电平)对应的电压为+5V;Pin3-TxD发送数据输出端TransmitData逻辑‘0’(低电平)对应的电压为0VPin4-D

4、TR数据终端准备好DataTerminalReadyPin5-GND信号地Pin6-DSR数据设备准备好DataSetReady显然，RS232电平和TTL电平信号不兼容(或称不匹配),它Pin7-RTS请求发送信号输出RequesttoSend们之间需要专用的电平转换电路Pin8-CTS清除发送信号输入CleartoSendPin9-RI响铃指示RingIndicatorRS232电平与TTL电平之间转换电路异步串行数据格式RS232信号电平与TTL电平必须进行电平转换异步串行数据桢一般包含：1个起始位、5~8个数据位、

5、1个校验位(可选择的)、1~2个停止位一个数据桢下一数据桢StartDatabitsStopStartbitbitbit数据01100100010110TTLRxDTTLTxD虚拟时钟tBaud-rateTTL电平接口RS232电平接口异步通讯的传送和接收模型全双工平衡差分方式异步通讯标准-RS422stop差分驱动器差分接收器stopD7D6D7…传送1位的时间D6D1…startD0D1D0RS-422标准传输线连接RS-423单端驱动差分接收电路发送方驱动通讯线，以驱动通讯线的高、start低电平方式传送数据给接收方2

6、RS422通讯标准的特点半双工差分方式异步通讯标准-RS4851)全双工,平衡/非平衡发送、平衡接收；RS485采用平衡差分方式传送和接收，使用双绞线抗共模干扰2)1个发送器、多个接收器(必须有地址)；采用中等波特率时，可靠传输距离达1.2Km，半双工方式3)A为正向输出，B为反向输出；4)信号不需要调制与解调。RS-485通讯标准的特点PC系统的异步通信适配器（1）平衡发送、平衡接收；PC系列微机异步通信适配器的核心是UART（2）多个发送器、多个接收器；(UniversalAsynchronousReceiverTra

7、nsmitter)（3）逻辑电平：与RS-422A相同；（4）需要终端匹配电阻2×120Ω(可能有变化)；常见UART主要有INS8250,PC16450和（5）信号不需要调制与解调。PC16550,以及带FIFO队列的UART:PC16650和PC16750INS8250主要功能INS8250的封装图和引脚•支持起止式异步串行通信协议•具有独立的收、发时钟，波特率系数为16•接收、发送双缓冲•可控MODEM(含辅助数字量输出)•支持中断工作方式（多中断源）•可编程3INS8250外部引脚分类INS8250的内部功能框图1

8、、并行数据I/O及其控制线（PC侧）D7~D0；CS0,CS1和CS2；ADS；DISTR和DISTR；DOSTR和DOSTR；A0,A1和A2；CSOUT；DDIS2、串行数据I/O线SOUT；SIN；BAUDOUT；RCLK；（接口侧）XTAL1；XTAL2（PC侧）3、和MODEM的