可編程串行接口芯片.ppt

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1、第6章可編程串行接口芯片165506.1串行接口系統(tǒng)概述6.2可編程串行接口芯片165506.1串行接口系統(tǒng)概述串行通信方式用于遠(yuǎn)程通信。數(shù)據(jù)在單條傳輸線上，一位接一位地按順序傳送的方式稱為串行通信。串行通信主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省通信線路，但具有數(shù)據(jù)傳輸效率低的特點(diǎn)。因此，串行通信適合于遠(yuǎn)距離傳送，可以從幾米到數(shù)千公里。對(duì)于長(zhǎng)距離、低速率的通信，串行通信往往是唯一的選擇。6.1串行接口系統(tǒng)概述6.1.1串行I/O接口6.1.2串行通信基礎(chǔ)6.1.3串行通信協(xié)議6.1.1串行I/O接口串行通信方式異步方式串行異步接口通用異步收發(fā)器同

2、步方式串行同步接口通用同步收發(fā)器一、串行接口的基本功能串行接口與輸入輸出設(shè)備之間以串行方式傳送數(shù)據(jù)，與CPU之間以并行方式傳送數(shù)據(jù)。CPU串行接口外部設(shè)備串行并行6.1.1串行I/O接口功能1實(shí)現(xiàn)串行和并行數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。功能2實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖功能。功能3控制功能。接收CPU的命令，輸出接口的狀態(tài)等。6.1.1串行I/O接口串行接口的基本功能如下：二、串行接口的基本結(jié)構(gòu)6.1.1串行I/O接口串行接口的基本結(jié)構(gòu)如下：⑴輸出緩沖寄存器：接收CPU從數(shù)據(jù)總線上送來(lái)的并行數(shù)據(jù)，并加以保存。⑵輸出移位寄存器：它接收從輸出緩沖器送來(lái)

3、的并行數(shù)據(jù)，以發(fā)送時(shí)鐘的速率把數(shù)據(jù)逐位移出，即將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出。⑶輸入移位寄存器：它以接收時(shí)鐘的速率把出現(xiàn)在串行數(shù)據(jù)輸入線上的數(shù)據(jù)逐位移入，當(dāng)數(shù)據(jù)裝滿后，并行送往輸入緩沖寄存器，即將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。⑷輸入緩沖寄存器：它從輸入移位寄存器中接收并行數(shù)據(jù)，然后由CPU取走。⑸控制寄存器：它接收CPU送來(lái)的控制字，由控制字的內(nèi)容，決定通信時(shí)的傳輸方式以及數(shù)據(jù)格式等。例如采用異步方式還是同步方式，數(shù)據(jù)字符的位數(shù)，有無(wú)奇偶校驗(yàn)，是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)，停止位的位數(shù)等參數(shù)。串行接口的基本結(jié)構(gòu)如下（續(xù)）：⑹狀態(tài)寄存器：狀態(tài)

4、寄存器中存放著接口的各種狀態(tài)信息，例如輸出緩沖區(qū)是否空，輸入字符是否準(zhǔn)備好等。在通信過(guò)程中，當(dāng)符合某種狀態(tài)時(shí)，接口中的狀態(tài)檢測(cè)邏輯將狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位置“1”，以便讓CPU查詢。三、串行接口的工作過(guò)程CPU串行接口外部設(shè)備接收發(fā)送串行接口將CPU送來(lái)的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，并對(duì)有效數(shù)據(jù)“包裝”，即加上起始位、產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)位和停止位，再發(fā)送出去。發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)串行接口將串行輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，同樣要對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（去掉起始位、校驗(yàn)位和停止位）和奇偶校驗(yàn)，然后等待CPU取走。6.1.1串行I/O接口有效數(shù)據(jù)由CP

5、U寫入接口中的輸出緩沖寄存器，再送到輸出移位寄存器。同時(shí)將狀態(tài)寄存器中的“發(fā)送準(zhǔn)備好”位置“1”，并發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)（用中斷方式時(shí)），表示接口可以接收CPU寫入下一個(gè)有效數(shù)據(jù)。在輸出移位寄存器中。由發(fā)送控制邏輯對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行“包裝”，即加上起始位、奇偶校驗(yàn)位和停止位。經(jīng)包裝后的數(shù)據(jù)由輸出移位寄存器按選定的傳輸率逐位移出，變成串行數(shù)據(jù)發(fā)送到串行輸出線上去。發(fā)送過(guò)程6.1.1串行I/O接口接收控制電路不斷地監(jiān)視串行數(shù)據(jù)輸入線上的電平，一旦出現(xiàn)持續(xù)一個(gè)位周期的低電平（異步方式下），則開(kāi)始采樣有效數(shù)據(jù)位，并使數(shù)據(jù)進(jìn)入輸入移位寄存器

6、。采樣重復(fù)進(jìn)行，直至采樣到停止位。接收控制邏輯對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式檢查，若不正確，則將狀態(tài)寄存器中的相應(yīng)位置“1”；若正確，則將有效數(shù)據(jù)位并行傳送到輸入緩沖器。然后，將狀態(tài)寄存器中的“接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好”位置“1”；若接口處于中斷允許狀態(tài)，則還向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。CPU可以通過(guò)查詢或中斷方式讀取輸入緩沖寄存器中的有效數(shù)據(jù)。接收過(guò)程6.1.1串行I/O接口9.1串行接口系統(tǒng)概述9.1.1串行I/O接口接收過(guò)程CPU外部設(shè)備6.1.2串行通信基礎(chǔ)1.波特率（Baud）一、數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率是指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，可用?/p>

7、特率和波特率來(lái)表示。⑴比特率：比特率是指每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為bit/s（bps）表示。⑵波特率：波特率是指每秒傳輸?shù)姆?hào)數(shù)，若每個(gè)符號(hào)所含的信息量為1比特，則波特率等于比特率。單位為Baud。在計(jì)算機(jī)中,一個(gè)符號(hào)的含義為高低電平,它們分別代表邏輯1和邏輯0,所以每個(gè)符號(hào)所含的信息為1位,因此在計(jì)算機(jī)通信中,常將比特率稱為波特率,即1（Baud）=1bit/s傳送一個(gè)二進(jìn)制位所需的時(shí)間為位時(shí)間,用Td表示。位時(shí)間與波特率的關(guān)系是Td=1/B2.發(fā)送/接收時(shí)鐘（Txc/Rxc）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送器在發(fā)送時(shí)鐘作用下,將“發(fā)

8、送移位寄存器”的數(shù)據(jù)按位串行移位輸出；接受數(shù)據(jù)時(shí)，接受器在接收時(shí)鐘作用下,對(duì)來(lái)自通信線上的串行數(shù)據(jù)按位串行移入“接收移位寄存器”。6.1.2串行通信基礎(chǔ)2.發(fā)送/接收時(shí)鐘（Txc/Rxc）波特率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)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(biāo)。收