汇编语言及接口技术 h7-3 串行通信概述.ppt

7．3 串行通信概述 计算机与外设之间的信息交换 —— 通信。 两种基本的通信方式： 并行通信 —— 将一个数据的各位同时传送。并行通信使用并行接口实现。 串行通信 —— 将一个数据的各位，一位接一位地顺序传送。串行通信用串行接口实现，所谓串行，是指接口和外设之间的传诵是串行的，而接口和MPU之间的传送总是并行的。 特点：并行通信一般使用传输线多，传送效率高，但通信距离比较近；而串行通信使用传输线少，通信距离比较远，但传送效率低。 1．串行数据线路传输的三种方式 （1）单工传输方式（单向传送） 数据仅按一个固定方向传送。常用于远程串行打印机之类的单向通信。 （2）半双工传输方式（分时收发） 使用同一根传输线既作输入又作输出，通信双方分时发送和接收，电路反转需要时间。通信时由半双工通信协议控制传送方向。 （3）全双工传输方式（同时收发） 信号的发送和接收分别使用两根传输线，即系统在同一时刻即可发送又可接收数据。 2．串行通信类型 两种类型：同步通信和异步通信。 （1）同步通信 所谓同步通信是将要传送的数据组成一个信息组，在约定的波特率下使数据一个接一个地从发送端传送到接收端。 在有效数据传送之前首先发送一串特殊的数符进行标识或联络，这串数符称为同步字符或标识符。 在传送过程中，发送端和接收端的每一位数据均保持同步。传送的数据位数几乎不受限制，通常可以是几十到几千个字节，甚至更多。 同步通信的数据格式 ： 同步通信的特点： ①传送效率高，因为其中非数据信息的比例较小。 ②同步传送时，发送端和接收端必须用同一时钟信号同步。近距离时可在传输线中增加一根时钟信号线，远距离时在串行数据中隐含同步时钟，接收端的解调器从中提取，用锁相技术得到和发送时钟频率完全相同的接受时钟信号。 ③发送和接收器构造复杂，成本较高。 （2）异步通信 异步通信是以一个起始位表示字符的开始，以停止位表示字符的结束，数据的传送以一个“字符”为单位，这样的一组信息也称为一帧。 异步通信数据格式： 字符的约定：四个字节 1位起始位：“0”（空号—Space）, 5～8位数据位， 1位奇偶校验位， 1位、1?位或2位停止位：“1”（传号—Mark）。 异步通信时，发送器和接收器之间的另一项约定是波特率。规定每秒钟传送的二进制位数（Band rate，位/秒，bps），是衡量传输通道频宽的指标。 常用的标准波特率：300、600、1200、1800、2400、4800、9600。 例如，如果每秒钟传输120个字符，每个字符有10个数据位，则波特率为1200。 异步通信的特点：每发送一个数据或字符需要增加大约20%的附加信息位，因而有效传输率低，但设备比较简单，常用于传送信息量不太大，速率比较低的场合。 发送端和接收端各有一个时钟发生器，通常工作于同一频率，但实际相位和频率不可能精确相等。 如何保证收发同步？ 异步通信的依据： · 两个近似于同一频率的时钟可以在一段短时间内保持同步。 · 通常时钟频率取为波特率的整数倍。 通常时钟频率取为波特率的整数倍。 例如16倍，发送端按照自己时钟的16分频（即波特率）发出串行数据，接收器根据收到的起始位（下降沿）来同步自身的时钟，并以此为起点，隔8个时钟周期（起始位的中点）取样串行数据，得到的是起始位“0”，以后每隔16个接收时钟周期取样一次串行数据（每位的中点），一直到结束。 UART对数据的采样： 由于只有十多位，到最后一位（停止位）到来时，接收时钟会稍许偏离发送时钟，但这种偏离不会影响这很短的8～12位串行位流的正确接收。 若偏差太大以致无法正确接收时，“停止位”就会出错，发生“帧错误”（Frame error）。 字符之间的停止位和空闲位为这种偏差提供了缓冲，没有偏差积累。 3．串行通信总线（RS－232