第8章串行通信及接口电路祥解.pptVIP

第 8 章串行通信及接口电路 本章主要内容 形形色色的串口设备 并行通信和串行通信 主要区别: 数据传输方式，连线数量 8.1 串行通信基础 串行通信：用一根信号线将数据逐位顺序传送 串行通信的优势：通信线路少，在远距离通信时可以极大地降低成本；适合于远距离数据传送，也常用于速度要求不高的近距离数据传送 PC系列机上有两个串行异步通信接口，键盘/鼠标器/显示器与主机间亦采用串行数据传送。 一、串行通信的传输方式 两层含义： 信号传输方式——信号原样或调制成高频载波信号 线路传输方式——通信双方线路的传输方式 波形的三个基本特性决定有三种对应的信号调制技术： 幅移键控、频移键控和相移键控 二、串行通信的种类 串行异步通信——不传送时钟信号，利用字符的再同步技术，实现一个个数据传送的通信方式 串行同步通信——传送时钟信号，利用同步时钟和同步字符技术，实现一批数据传送的通信方式 1. 同步通信——通信双方使用同一时钟 以数据块（帧）为传输单位 双方使用同一时钟（主控方提供时钟，被控方接收时钟） 外同步：时钟信号另外安排一根传输线 自同步：发送时将时钟信号与数据混合编码，接收时译码出时钟（单同步、双同步） 数据格式：每个数据块前加1~2个同步字符（同步头）进行帧同步，一般采用CRC循环冗余校验码 同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬件电路比较复杂 串行同步通信主要应用在网络当中，最常使用的同步通信协议有高级数据链路控制协议（HDLC） 同步通信的数据格式： 2. 异步通信——通信双方使用各自的时钟 串行异步通信以字符为单位进行传输，各个字符可以连续传送，也可以间断传送。异步通信双方各自用自己的时钟信号来控制发送和接收，通信是随机进行的 串行通信时的数据、控制和状态信息都使用同一根信号线传送 收发双方必须遵守共同的通信协议（通信规程）： 传送速率/信息格式/位同步/帧同步/数据校验/错误处理 数据格式：起止式异步通信协议（NRZ） 起止式异步通信协议： 起始位——每个字符开始传送的标志，起始位采用逻辑0电平 异步串行格式演示： 三、串行通信的传输速率 数据传输速率也称比特率（Bit Rate） 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 传输速率反映了串行通信的速率，也反映了对传输通道的要求 每位传送时间的倒数，当进行二进制数码传输，且每位时间长度相等时，比特率还等于波特率（Baud Rate），使用调相技术可以同时传输2位或4位，这时，传输速率大于波特率。 过去，串行通信（异步）的数据传输速率限制在50 bps到9600 bps之间。 现在，串行通信可以达到115200 bps或更高 三、串行通信的传输速率 四、信息的检错与纠错（差错控制技术） 检错：发现传输中的错误 奇偶检验 方阵码检验 循环冗余码CRC检验 纠错：消除错误的方法 重发纠错 自动纠错 混合纠错 8.2 串行接口标准RS-232C 美国电子工业协会EIA制定的通用标准串行接口 1962年公布，1969年修订，1987年1月正式改名为EIA-232D 设计目的是用于连接调制解调器 现已成为数据终端设备DTE与数据通信设备DCE的标准接口， 只控制DTE与DCE之间的通信 DTE——数据终端设备，例如计算机 DCE——数据通信设备（数传机），例如调制解调器） DTE实际上是数据的信源或信宿，而DCE则完成数据由信源到信宿的传输任务 可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机 属于网络层次结构中的最低层：物理层 一、 RS-232C的机械电气特性 232C接口标准使用一个25针连接器，包括4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线 绝大多数设备只使用其中9个信号，所以就有了9针连接器 232C接口信号面向使用调制解调器的串行异步通信，可支持两个通信信道： 主信道：用于数据传送 次信道：次信道为辅助串行通道，主要提供通道控制，但其传输速率比主信道要低得多，其他跟主信道相同，通常较少使用 RS-232C的引脚定义： 3组重要信号 TXD/RXD,RTS/CTS,DTR/DSR RS-232C的引脚（1）： TxD： （Transmitted data）发送数据（终端→数传机） 串行数据的发送端 RxD： （Received data）接收数据（终端←数传机） 串行数据的接收端 RS-232C的引脚（2）： DTR：（Data set ready) 数据终端准备好（终端→数传机） 通常当数据终端设备一加电，该信号就有效，表明数据终端设备准备就绪 DSR：(Data set ready)数据装置准备好（终端←数传机） 通常表示数据通信设备（即数据装置）已接通电