微型计算机接口及控制技术 教学课件 ppt 作者 古辉 第9章 串行通信接口.pptVIP

第九章 串行通信接口 第九章 串行通信接口 第九章 串行通信接口 9.1 串行传送的基本概念 9.2 串行通信的数据格式 9.3 串行通信接口标准 9.4 串行通信接口的任务及组成 9.5 可编程串行接口芯片8251A 9.6 采用RS-232C标准的全双工异步串行通信接口电路设计 9.7 采用RS-485标准的异步串行通信接口电路设计 9.8 PC微机异步通信适配器的组成 9.1 串行传送的基本概念 一、串行传送的特点 通过一根传输线将数据一位一位按顺序分时传送（数据、联络控制信息）。 事先约定串行通信的数据格式（同步、异步两种通信方式）； 发送方在发送前：并行数据转换成串行数据； 接收方接收后：串行数据到并行数据的转换； 远距离传送还需要经过调制/解调器进行信号转换。 传送信息的速率需要控制，约定通信传输的波特率。 9.1 串行传送的基本概念 二、串行数据传送方向 单工方式 半双工方式 全双工方式 9.1 串行传送的基本概念 三、信号的调制与解调 原因：数字信号直接在传输线上传送衰减会很厉害，从而使信号到了接收端后将发生严重畸变和失真。 解决：发送方使用调制器（Modulator），把要传送的数字信号调制转换为适合在线路上传输的音频模拟信号；接收方则使用解调器（Demodulator）从线路上测出这个模拟信号，并还原成数字信号。 9.1 串行传送的基本概念 调制解调器类型一般有：振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。当波特率＜300时，一般采用频移键控： 当信号(数据)为“0”时，开关1断开，开关2闭合，经放大器输出频率2的信号；当数字信号（数据）为“1”时，开关1闭合，开关2断开，经放大器输出频率1的信号。 9.1 串行传送的基本概念 四、信息的检错与纠错 数据传输过程中，由于干扰等可能会引起误码，接收方应具有判断数据正确性的能力。 发现传输中错误的操作叫检错。 发现错误之后，如何消除错误，叫纠错。 在基本通信规程中一般采用奇偶校验或方阵码检错，以反馈重发方式纠错。 在高级通信控制规程中一般采用循环冗余码(CRC)检错，以自动纠错方法来纠错。 9.1 串行传送的基本概念 方阵码检错举例： 在接收时，收到的数据块将产生一个检验字符，与发送来的检验字符进行比较。如果两者不同，就表明有错码，反馈重发。 9.1 串行传送的基本概念 五、波特率与发送/接收时钟 通信速率反映了传输速度的快慢，可由两个指标来表征： 比特率：每秒传送的二进制位数，单位是bit/s。 波特率：每秒传送的Ｎ进制位数，单位是bout/s。 两者的关系是比特率＝波特率log2N。由于计算机中的数据均采用二进制方式，因此比特率和波特率是一致的。 例如：某通信系统每秒传输120个字符，每个字符包含10位二进制数，则波特率为120×10＝1200b/s。 9.1 串行传送的基本概念 计算机通信中，常用波特率表示通信速率。 国际上规定了标准波特率系列，最常用的标准波特率是110、300、600、1200、2400、4800、9600和19200 b/s。波特率的倒数称“位周期”。 收/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率，而且用来同步收/发双方之间数据的传输。 一般在发送端是由发送时钟的下降沿使送入移位寄存器的数据串行移位输出。 而接收端则是在接收时钟的上升沿作用下将传输线上的数据逐位打入移位寄存器。 9.1 串行传送的基本概念 为了提高抗干扰能力，往往用多个时钟调制一位二进制数据，调制一位二进制数据的收/发时钟个数称为波特因子Factor。 收/发时钟频率Txc与波特率Baud之间的关系： Txc=Baud×Factor 一般Factor取1, 16, 32和64等。异步通信，常取Factor =16；同步通信，则必须取Factor=1。 传输距离与传输 速率的关系： 9.1 串行传送的基本概念 六、串行通信基本方式 异步串行通信方式 在通信的数据流中，字符间异步，字符内部各位间同步， 即：字符与字符之间没有严格的定时要求，然而，一旦传送开始，收/发双方则以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的每一位。 以字符为信息传送单位。 同步串行通信方式 数据流中的字符与字符之间和字符内部的位与位之间都同步。 同步串行通信是以数据块（字符块）为信息单位传送，每帧信息可以包括成百上千个字符，因此传送一旦开始，要求每帧信息内部的每一位都要同步。 9.2 串行通信的数据格式 一、起止式异步串行通信数据格式 9.2 串行通信的数据格式 一、起止式异步串行通信数据格式 9.2 串行通信的数据格式 例题：异步传输7位ASCII码，如果需要数据传输速率为240字符/秒，