《串行通信接口》ppt課件

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1、第4章串行通信接口4.1串行傳送的基本概念一、串行傳送的特點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；數(shù)據(jù)格式有固定的要求；信號的邏輯定義與TTL不同；傳輸速率需要控制，要求雙方約定通信傳輸?shù)牟ㄌ芈?。二、串行通信方式串行通信中，?shù)據(jù)通常是在二個站（點對點）之間進行傳送，按照數(shù)據(jù)流的方向可分成三種傳送方式:（1）單向通信（單工方式）（2）雙向交替通信（半雙工方式）（3）雙向同時通信（全雙工方式）特點：①每端需有一個收/發(fā)切換電子開關(guān)②因有切換，會產(chǎn)生時間延遲應(yīng)用：打印機串口，單向傳送設(shè)備，發(fā)送器→接收器甲方乙方發(fā)送接收2.半雙工方式使用同一根傳輸線，既可發(fā)送數(shù)據(jù)

2、又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時發(fā)送和接收.1.單工方式特點：①每一端都有發(fā)送器和接收器②有二條傳送線應(yīng)用：交互式應(yīng)用，遠程監(jiān)測控制3.全雙工方式數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別由兩根可以在兩個不同的站點同時發(fā)送和接收的傳輸線進行傳送，通信雙方都能在同一時刻進行發(fā)送和接收操作。三、波特率與收/發(fā)時鐘波特率：單位時間內(nèi)傳送的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，以位/秒(b/s)表示，也稱為數(shù)據(jù)位率。它是衡量串行通信速率的重要指標。常用的標準波特率：110，300，…4.8K，9.6K，56K收/發(fā)時鐘:收/發(fā)時鐘直接決定了通信線路上數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩瑢τ谑?發(fā)雙方之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐接惺种匾淖饔?。波特率系?shù)n為了提

3、高串行通信的抗干擾能力，往往用多個時鐘調(diào)制一個二進制數(shù)據(jù)，調(diào)制一個二進制數(shù)據(jù)的收/發(fā)時鐘個數(shù)稱為波特率系數(shù)n。收/發(fā)時鐘頻率與波特率之間的關(guān)系：收/發(fā)時鐘頻率=n×波特率一般n取1,16,32和64等。對于異步通信，常采用n=16；對于同步通信，則必須取n=1。四、信號的調(diào)制和解調(diào)計算機的通信是要求傳送數(shù)字信號，而在進行遠程數(shù)據(jù)通信時，線路往往是借用現(xiàn)有的公用電話網(wǎng)，但是，電話網(wǎng)是為音頻模擬信號的設(shè)計的。一般為300~3400Hz，不適合于數(shù)據(jù)信號。因此需要對二進制信號進行調(diào)制，以適合在電話網(wǎng)上傳輸相應(yīng)的音頻信號，在接收時，需要進行解調(diào)，還原成數(shù)字信號。PC機數(shù)字比特流模擬信

4、號模擬信號數(shù)字比特流公用電話網(wǎng)源系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)輸入信息源點發(fā)送器傳輸系統(tǒng)接收器終點輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號接收的信號輸出數(shù)據(jù)輸出信息PSTNModemModem通信系統(tǒng)模型1.什么叫調(diào)制調(diào)制就是進行波形變換?；蛘哒f進行頻譜變換，就是將基帶數(shù)字信號的頻譜變換成適合于在模擬信道中傳輸?shù)念l譜。2.作用調(diào)制器(Modulator)是一個波形變換器,它將基帶數(shù)字的波形變換成適合于模擬信道傳輸?shù)牟ㄐ?。解調(diào)器是一個波形識別器,將模擬信號恢復(fù)成原來的數(shù)字信號。調(diào)制器解調(diào)器010010010010最基本的調(diào)制方法有以下幾種：（1）調(diào)幅（AM）即載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化.“1”對應(yīng)有載波“

5、0”對應(yīng)無載波3.調(diào)制方法（2）調(diào)頻（FM）即載波頻率隨數(shù)字信號而變化“0”對應(yīng)”f1”“1”對應(yīng)“f2”(3)調(diào)相（PM）即載波初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化.“0”對應(yīng)相位0度“1”對應(yīng)相位180度f1f2FMAM0100110度180度PM100005000100050050001000200波特率傳輸距離(ft)傳輸距離與波特率之關(guān)系曲線1ft=0.3048m4.傳輸距離五、信息的檢錯與糾錯串行數(shù)據(jù)在傳輸過程中，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，對通信中的檢/糾錯能力是衡量一個通信系統(tǒng)的重要內(nèi)容。檢錯：如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯誤，稱為檢錯。糾錯：如何消除

6、錯誤，稱為糾錯.例：奇偶校驗檢錯方陣碼檢錯循環(huán)冗余碼（CRC）檢錯差錯檢測重要指標:誤碼率P0：是衡量一個信道質(zhì)量的重要參數(shù)。即：P0=發(fā)生差錯的碼元數(shù)接收的總碼元數(shù)編碼效率R:是衡量編碼性能好壞的重要參數(shù)。即：R=k/n=k/(k+r)其中：k為碼字中信息位；r為編碼時外加冗余位；n為編碼后得到的碼長1.奇偶校驗碼垂直奇偶校驗碼I11I12…I1qI21I22…I2q……….Ip1Ip2…Ipqr1r2…rq信息位冗余位奇校驗:ri=I1i?I2i?…?Ipi?1偶校驗:ri=I1i?I2i?…?Ipi編碼效率:R=p/p+1水平奇偶校驗碼I11I12…I1qr1I21I2

7、2…I2qr2……….…Ip1Ip2…Ipqrq信息位冗余位編碼效率:R=q/q+111010010010000011010101011110011110000110000100冗余位垂直水平奇偶校驗碼編碼效率:R=pq/(p+1)(q+1)2.循環(huán)冗余碼CRC循環(huán)冗余碼CRC(CyclicRedundancyCode）又稱多項式碼。任何一個二進制數(shù)位串都可以和一個只含有0和1二系數(shù)的多項式建立一一對應(yīng)關(guān)系。如：1011011x6+x4+x3+x+1K(x)=x6+x4+1信息位：1010001冗余位：