第九章 微机系统串行通信.ppt

第九章 微机系统串行通信 9.1 串行通信基础 串行数据的传输方式 单工方式（Simplex）: 只允许数据按照一个固定的方向传送 半双工方式（Half-Duplex）: 收发双方均具备接收和发送数据能力。由于只有一条通道,但不能同时在两个方向上传送数据。 全双工方式（Full Duplex）: 收发双方均具备接收和发送数据能力，并可以同时进行双向传输。 传输速率 比特率(信息传输速率) ： 每秒传送的二进制数位数(比特数) 单位为bps (bit per second) 波特率(码元传输率): 每秒传送的码元(符号)数 单位为: 波特(Baud)即每秒传送1个码元 (符号)称传输率是1波特。 波特率与比特率的差异 若每个码元所含的信息量为1比特(Bit), 则波特率等于比特率, 否则二者不等。 例如, 在四相调制系统中, 每次调制取4种相位差值, 它代表2 位二进制信息位。此时, 比特率=2波特率 标准波特率系列为: 110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、19200 串行通信协议 通信协议：收发双方共同遵守的基本通信规程（Protocol）， 通信协议主要内容：收发双方的同步方式，传输控制步骤，差错检验方式，数据编码，数据传输速率，通信版文的格式，控制字符的定义等。 串行异步通信: 指一帧字符用起始位和停止位来完成收发的同步 串行异步通信协议格式: 起始位：每一帧字符的开始，1位，逻辑0 ； 数据位：紧接着起始位，数据位个数为5～8个，数据从最低位开始发送； 奇偶校验位：数据位发送完毕后，发送1位奇偶校验位。也可以不发校验位； 停止位：一帧字符的最后发停止位，它可以是1位、1.5位或2位的逻辑1信号。 空闲位：在每一帧字符之间可以有不等位数的逻辑1信号，作为空闲位。 串行同步通信：靠同步字符来完成收发双方同步 串行同步通信协议的格式： 多个数据字节加上同步字符构成一个数据包称为1帧； 每一帧以1个或2个同步字符(SYNC)为起始； 紧跟同步字符之后是 N个数据字符，N可由用户设定； 以两个检验字符(CRC)作为1帧的结束。 信号的调制与解调 调制：发送方将数字信号转换成模拟信号（实现频谱‘搬移‘）； 解调：接收方将接收的模拟信号还原成数字信号； 数字信号的带宽较宽，模拟信号占用带宽较窄； 远距离传送需要调制。 串行接口标准 通用RS-232C标准： RS-232C是适合于数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)与数据发送设备DCE(Data Communication Equipment) 之间相互连接通信的串行通信接口标准。它是由美国电子工业协会(EIA)于1969年公布，在计算机通信中使用最普遍的串行通信接口标准。 RS－232C接口的最高数据传输率为19.2Kbps, 传输电缆长度不超过15米。 机械接口特性: RS－232C接口采用标准的D型25针连接器(DB－25连接器) 控制信号定义: RS－232C接口的连接电缆最常用的信号有9根。 表9.1 常用的RS－232C接口信号 DTR(Data Terminal Ready): DTE准备好信号。当DET接通电源后并进入工作状态后向DCE发出DTR信号。只有在DCE收到信号后方可进行通信。 DSR(Data Set Ready): DCE准备好信号。在DCE接通电源并进入工作状态后向DTE发出DSR信号。DTE确信该信号有效后，发出请求发送信号。 RTS(Request To Send): 数据请求发送信号。当DTE设备准备发送数据时，向DCE发出RTS信号。 CTS(Clear To Send): 允许发送信号。它是DCE设备对DTE发来RTS信号的回答，此时，数据才能被发送。 DCD(Data Carrier Detected): 数据载波检测信号。当DCE检测到线路上出现有效载波信号后，向 DTE发出DCD信号。 RI(Ring Indicate): 振铃指示。当DCE接收到电话交换设备的振铃信号时，输出RI信号给DTE。 电气信号标准: RS-232C采用负逻辑规定逻辑电平。 逻辑“1”在－3V～－15V之间； 逻辑“0”在＋3V～＋15V之间。 RS－232C电平与 TTL电平不兼容, 二者之 间通常需加电平转换电路。 9.2 可编程串行通信接口芯片8251A USART USART(Universal Synchronous /Asynchronous Receiver and Transmitter )通用同步/异步接收发送器 常用USART构成串行通信接口 8251A是一种USART 8251A的基本功能 可用于同步传送和异步