第1章___串行基本概念.pptVIP

1.1.6 发送和接收时钟 在串行传送过程中，发送时钟的作用： *对数字波形定时发送和接收 *对数据传输进行同步控制 ①发送时钟。在发送数据时，发送器在发送时钟下降沿作用下将发送移位寄存器按位串行移位输出 ②接收时钟。在接收数据时，发送器在发送时钟上升沿作用下将数据按位移入移位寄存器 ③波特率因子。在波特率指定后，输入移位寄存器／输出移位寄存器在接收时钟和发送时钟控制下，按指定的波特率速度进行移位，一般几个时钟脉冲移位一次，此时要求接收时钟和发送时钟的时钟周期是波特率良的16、32或64倍。波特率因子就是发送或接收1个数据（1个数据位）所需要的时钟脉冲个数，其单位是1／位，即1/Baud，或Baud-1。 接收时钟和发送时钟与波特率有如下关系： F=nxB 式中 F——发送时钟或接收时钟的频率，Hz; B—数据传输的波特率， Baud/s; n——称为波特率因子，Baud-1。 【例1-4】设发送或接收时钟的周期为Tc，频率为F的位时间为Td ，试推导时钟周期Tc、位时间Td与波特率因子的关系式。 解：根据时钟周期公式Tc = 1/F 位时间公式n= 1/B 可得： Tc /Td = (1/F) / (1/B) = B/F , 则Tc = Td／n。 在实际串行通信中，波特率因子可以设定。如波特率因子为16，则表示16个时钟脉沖移位1次。在异步传送时，n=1，16，64，实际常采用n = 16，即发送或接收时钟的频率要比数据传送的波特率高n倍。在同步通信时，波特率因子n必须等于1。 【例1.5】 设波特率为9600，波特率因子为32，则接收时钟和发送时钟的频率为多少？ 解：根据公式F=nxB可知，波特率B为9600，波特率因子n为32，则接收时钟和发送时钟的频率为：F= 9600 x 32 = 297200Hz。 1.2 通信接口 目前，电脑上带有的接口较多，如用于网络连接的RJ45接口、连接外置硬盘的ESATA接口、用于音频输出的同轴接口和光纤接口、连接打印机的并行接口、插接U盘的USB接口等。 而串口是在电器仪表、电讯广播、防盜报警系统、楼宇对讲系统、视频监控系统、子设备及自动化装置等系统中应用最广泛的一种接口。 1.2.1 串口接头 认识计算机上的串口 如图1-9（书上13页）是较为常用的9针串口，简称DB-9(data bus connector)，此外，还有25针串口(DB-25)。DB-9接头有两种，一种为带针状接头，称为公头(male connector);另一种为带孔状接头，称为母头( female connector)。 ⑦本帧信息全部接收完，把线路上出现的高电平作为空闲位。 ⑧当信号再次变为低时，开始进入下一帧的检测。 (3)异步通信的发送过程 发送端以“发送时钟”和“波特率因子”决定每一位的时间长度。 波特因子 发送/接受1位数据所需的时钟脉冲个数 时钟频率＝n×波特率 ①当初始化后，或者没有信息需要发送时，发送端输出逻辑1，即空闲位，空闲位可以有任意数量。 ②当需要发送时，发送端首先输出逻辑0，作为起始位。 ③接着，发送端首先发送D0位，然后发送D1位，…，直到各数据位发送完。 ④如果设有奇偶校验的话，发送端输出校验位。 ⑤最后，发送端输出停止位（逻辑1）。 ⑥如果没有信息需要发送时，发送端输出逻辑1，即空闲位，空闲位可以有任意数量；如果有信息需要发送，转入第②步。 对于以上的发送和接收，需要注意以下几点： ①接收端总是在每个字符的头部（即起始位）进行一次重新定位，因此发送端可以在字符之间插入不等长的空闲位，不影响接收端的接收。 ②发送端的发送时钟和接收端的接收端时钟，其频率允许有一定差异，当频率差异在一定范围内，不会引起接收端检测错位，能够正确接收。 ③起始位、校验位、停止位、空闲位的信号，由“发送移位寄存器”自动插入。在接收方，“接收移位寄存器”接收到一帧完整信息（起始、数据、校验、停止）后，仅把数据的各位送至“数据输入寄存器”，即CPU从“数据输入寄存器”中读得的信息，只是有效数字，不包含起始位、校验位、停止位信息。 (4)异步通信的特点 ①起止式异步通信协议传输数据对收、发双方的时钟同步要求不高。 ②实际应用中，串行异步通信的数据格式，包括数据位的位数、校验位的设置以及停止位的位数都可以根据实际需要，通过可编程串行接口电路，用软件命令的方式进行设置。 ③串行异步通信中，为发送一个字符需要一些附加的信息位，如起始始位、校验位和停止位等。这些附加信息位不是有效信息本身，它们被称为额外开销或通信开销，这种额外开销使通