第6章 串行接口及串行通信技术.ppt

第6章 串行接口及串行通信技术 ;6.1 串行通信基础知识;;; 2. 异步通信和同步通信 串行通信又分为两种基本通信方式，即异步通信和同步通信。 1） 异步通信 在异步通信中，被传送的信息通常是一个字符代码或一个字节数据，它们都以规定的相同传送格式(字符帧格式)一帧一帧地发送或接收。 字符帧格式由四部分组成：起始位，数据位，奇偶校验位和停止位，如图6.3所示。下面介绍各部分的功能。 ;图6.3 异步通信帧格式; (1) 起始位：在没有数据传送时，通信线上处于逻辑“1”状态,当信号变为0时表示起始位。 (2) 数据位：在起始位之后，发送端发出(接收端接收)的是数据位，数据的位数没有严格限制，如5位、6位、7位或8位等。由低位到高位逐位传送。 (3) 奇偶校验位：数据位发送完(接收完)之后，可发送奇偶校验位，它只占帧格式的一位，用于传送数据的有限差错检测或表示数据的一种性质，是发送和接收双方预先约定好的一种检验(检错)方式。 ; (4) 停止位：字符帧格式的最后部分为停止位，逻辑“1”电平有效，位数可以是1位、1/2位或2位。表示一个字符帧信息的结束，也为发送下一个字符帧信息做好准备。 异步通信的特点：不要收发双方时钟严格一致，易于实现，但每个字符要附加2~3位的起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。 ; 2）同步通信 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传输一帧信息。这里的信息帧和异步通信的字符帧不同，通常有若干个数据字符，如图6.4所示。其格式由同步字符、数据字符和校验字符CRC三部分组成。在同步通信中，同步字符可以采用统一的标准格式，也可以由用户约定。 同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使数据传送完全同步。其特点是传输速率高，但硬件复杂。;同步 字符 ; 3. 串行通信的制式 1）单工(Half duplex)制式 在单工方式下，通信线的A端只有发送器，B端只有接收器，信息数据只能单方向传送，即只能由A端传送到B端而不能反传。如图6.5所示。 ;; 2）半双工( Half duplex)制式 半双工方式中，通信线路两端的设备都有一个发送器和一个接收器，如图6.6所示。数据可双方向传送但不能同时传送，即A端送B端收或B端送A端收，A、B两端的发送/接收只能通过半双工通信协议切换交替工作。 ;; 3）全双工(Full duplex)制式 在全双工方式下，通信线路A、B两端都有发送器和接收器，A、B之间有两个独立通信的回路，两端数据不是交替发送和接收，而是同时发送和接收。因此通信效率比前两种要高。该方式下所需的传输线至少要有三条，一条用于发送，一条用于接收，一条用于公用信号地，如图6.7所示。 ;;4. 信号的调制与解调 计算机的通信要求传送的是数字信号。在远程数据通信时，通常要借用现存的公用电话网。但是电话网是为300 - 3 400 Hz的音频模拟信号设计的，对二进制数据的传输是不合适的。为此在发送时需要对二进制数据进行调制生成模拟信号，使之适合在电话网上传输。在接收时，需要进行解调以将模拟信号还原成数字信号。 1）调制器 把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去。 2）解调器 把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。 由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器MODEM，如图6.8所示。由图可见，调制器和解调器是进行数据通信所需的设备，因此把它叫做数据通信设备（DCE）。通信线路是电话线，也可以是专用线。;图6.8 调制解调通信图 ; 5. 串行通信数据的校验 在通信过程中往往要对数据传送的正确与否进行校验。以保证准确无误的传输数据。常用的校验方法有奇偶校验及代码和校验。 1）奇偶校验 奇偶校验的特点是按字符校验，即在数据发送时，在每一个字符的最高位之后都附加一个奇偶校验位“1”或“0”，使被传送字符(包括奇偶校验位)中含“1”的位数都为偶数(偶校验)或都为奇数(奇校验)。 例：当约定为奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为奇数；当约定为偶校验时，数据中“1”的个数与