串行通信接口課件.ppt

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1、第9章串行通信接口教學(xué)重點(diǎn)串行通信的基本概念RS-232C串行接口標(biāo)準(zhǔn)及其用法可編程串行接口芯片8251A的接口技術(shù)及程序設(shè)計(jì)9.1串行傳送的基本概念一、串行傳送的特點(diǎn)（1）串行傳送是在一根傳輸線上一位一位地傳送，這根線既作數(shù)據(jù)線又作聯(lián)絡(luò)線，也就是說(shuō)要在一根傳輸線上既傳送數(shù)據(jù)信息，又傳送聯(lián)絡(luò)控制信息。（2）串行傳送數(shù)據(jù)格式有固定的要求（即固定的數(shù)據(jù)格式）。（3）串行傳送中對(duì)信號(hào)的邏輯定義與TTL不兼容，因此，需要進(jìn)行邏輯關(guān)系和邏輯電平轉(zhuǎn)換。（4）串行傳送信息的速率需要控制，要求雙方約定通信傳輸?shù)牟ㄌ芈省?.1串行傳送的基本概

2、念二、串行數(shù)據(jù)的傳送方向在串行通信中，數(shù)據(jù)通常是在兩個(gè)站（如終端和微機(jī)）之間進(jìn)行傳送，按照數(shù)據(jù)流的方向可分成3種基本的傳送方式：全雙工、半雙工和單工。1.全雙工當(dāng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送時(shí)，通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作，這樣的傳送方式就是全雙工（FullDuplex）制。如圖9.1所示。2.半雙工若使用同一根傳輸線既作接收又作發(fā)送，雖然數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上傳送，但通信雙方不能同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，這樣的傳送方式就是半雙工（HalfDuplex）制，如圖9.2所示。采用半雙工．通信系統(tǒng)每一端的發(fā)送器

3、和接收器，通過(guò)收／發(fā)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)接到通信線上，進(jìn)行方向的切換，因此，會(huì)產(chǎn)生時(shí)間延遲。收／發(fā)開(kāi)關(guān)實(shí)際上是由軟件控制的電子開(kāi)關(guān)。3.單工若采用單根傳輸線只用作發(fā)送或只用作接收，進(jìn)行單向傳送，這樣的傳送方式就是單工（Simplex）制9.1串行傳送的基本概念全雙工半雙工單工發(fā)送器接收器A站接收器發(fā)送器B站發(fā)送器接收器A站接收器發(fā)送器B站接收器A站發(fā)送器B站9.1串行傳送的基本概念三、信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)計(jì)算機(jī)的通信是要求傳送數(shù)字信號(hào)，而在進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信時(shí)，通信線路往往是借用現(xiàn)存的公用電話網(wǎng)，但是，電話網(wǎng)是為300~3400HZ間的音頻模擬

4、信號(hào)設(shè)計(jì)的，這對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸不適合。為此，在發(fā)送時(shí)需要將二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制成相應(yīng)的音頻信號(hào)，以適合在電話網(wǎng)上傳輸。在接收時(shí)，需要對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)還原成數(shù)字信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器調(diào)制（Modulating）把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為電話線路傳送的模擬信號(hào)解調(diào)（Demodulating）將電話線路的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)器MODEM具有調(diào)制和解調(diào)功能的器件合制在一個(gè)裝置9.1串行傳送的基本概念四、信息的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)串行數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中，由于干擾而引起誤碼是難免的，這直接影響通信系統(tǒng)的可靠性，所以，對(duì)通信中差錯(cuò)控制能力是衡量一個(gè)通信系統(tǒng)的重

5、要指標(biāo)。我們把如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯(cuò)誤，叫檢錯(cuò)。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤之后，如何消除錯(cuò)誤，叫糾錯(cuò)。在基本通信規(guī)程中一般采用奇偶校驗(yàn)或方陣碼檢錯(cuò)，以反饋重發(fā)方式糾錯(cuò)。在高級(jí)通信控制規(guī)程中一般采用循環(huán)冗余碼（CRC）檢錯(cuò)，以自動(dòng)糾錯(cuò)方法來(lái)糾錯(cuò)9.1串行傳送的基本概念五、波特率與發(fā)送／接收時(shí)鐘1.波特率所謂波特率，是指單位時(shí)間內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，其單位是位／秒（b/s）。它是衡量串行數(shù)據(jù)速度快慢的重要指標(biāo)。有時(shí)也用“位周期”來(lái)表示傳輸速率，位周期是波特率的倒數(shù)。最常用的標(biāo)準(zhǔn)波特率是110,300,600,1200,24004800,9600和1

6、9200b/s。2.發(fā)送/接收時(shí)鐘3.波特因子所謂波特因子（Factor)是發(fā)送／接收1位數(shù)據(jù)(1個(gè)數(shù)據(jù)位）所需要的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)，其單位個(gè)/位。9.1串行傳送的基本概念因此，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)所要求的傳輸波特率及所選擇的波特因子來(lái)確定發(fā)送／接收時(shí)鐘的頻率。發(fā)／收時(shí)鐘脈沖與波特率之間的關(guān)系，可用下式表示：Txc=BaudXFactor（9.1)例如：要求傳輸速率為1200Baud。當(dāng)選擇Factor=1個(gè)/位時(shí)發(fā)／收時(shí)鐘頻率＝（1200位/秒）X（1個(gè)／位）=1.2kHz當(dāng)選擇Factor=16個(gè)/位時(shí)發(fā)／收時(shí)鐘頻率＝（12

7、00位／秒）x(16個(gè)／位）=19.2kHz當(dāng)選擇Factor=64個(gè)／位時(shí)發(fā)／收時(shí)鐘頻率＝（1200位／秒）x(64個(gè)／位）=76.8kHz從關(guān)系式（9.1)可以看出，在波特因子選定的情況下，可利用改變發(fā)／收時(shí)鐘頻率來(lái)控制串行通信的波特率。9.1串行傳送的基本概念六、串行通信的基本方式根據(jù)在串行通信中，對(duì)數(shù)據(jù)流的分界、定時(shí)及同步的方法不同，串行通信可分為異步串行通信方式和同步串行通信方式。異步串行通信的基本特點(diǎn)是：異步串行通信是以字符為信息單位傳送的。每個(gè)字符作為一個(gè)獨(dú)立的信息單位（1幀數(shù)據(jù)），可以隨機(jī)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中，即發(fā)

8、送端發(fā)出的每個(gè)字符在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)的時(shí)間是任意的，接收端預(yù)先并不知道。同步串行通信的基本特點(diǎn)是：同步串行通信是以數(shù)據(jù)塊（字符塊）為信息單位傳送，而每幀信息包括成百上千個(gè)字符，因此，傳送一旦開(kāi)始，要求每幀信息內(nèi)部的每一位都要同步，也就是說(shuō)，同步通信不僅字符內(nèi)部的位傳送是同步的，字符與字符之間的