串行接口及串行通信技能.ppt

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1、第6章串行接口及串行通信技術6.1串行通信基礎知識6.2AT89C51的串行接口6.3AT89C51串行接口的應用與編程習題與思考題6.1串行通信基礎知識一、串行通信基本概念1.并行通信和串行通信1）并行通信并行通信是指構成信息的二進制字符的各位數(shù)據(jù)采用多條數(shù)據(jù)線同時傳送的通信方法，如圖6.1所示。特點：傳輸控制簡單、速度快。但距離長時傳輸線多，成本高。2）串行通信串行通信是指構成信息的二進制字符的各位數(shù)據(jù)一位一位順序地傳送的通信方式，如圖6.2所示。特點：傳輸控制復雜、速度慢，但傳輸線少，成本低。圖6.1并行通信示意圖圖6.2串行通信示意圖2.異步通信和同步通信串行通信又分為

2、兩種基本通信方式，即異步通信和同步通信。1）異步通信在異步通信中，被傳送的信息通常是一個字符代碼或一個字節(jié)數(shù)據(jù)，它們都以規(guī)定的相同傳送格式(字符幀格式)一幀一幀地發(fā)送或接收。字符幀格式由四部分組成：起始位，數(shù)據(jù)位，奇偶校驗位和停止位，如圖6.3所示。下面介紹各部分的功能。圖6.3異步通信幀格式(1)起始位：在沒有數(shù)據(jù)傳送時，通信線上處于邏輯“1”狀態(tài),當信號變?yōu)?時表示起始位。(2)數(shù)據(jù)位：在起始位之后，發(fā)送端發(fā)出(接收端接收)的是數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)的位數(shù)沒有嚴格限制，如5位、6位、7位或8位等。由低位到高位逐位傳送。(3)奇偶校驗位：數(shù)據(jù)位發(fā)送完(接收完)之后，可發(fā)送奇偶校驗位，它

3、只占幀格式的一位，用于傳送數(shù)據(jù)的有限差錯檢測或表示數(shù)據(jù)的一種性質，是發(fā)送和接收雙方預先約定好的一種檢驗(檢錯)方式。(4)停止位：字符幀格式的最后部分為停止位，邏輯“1”電平有效，位數(shù)可以是1位、1/2位或2位。表示一個字符幀信息的結束，也為發(fā)送下一個字符幀信息做好準備。異步通信的特點：不要收發(fā)雙方時鐘嚴格一致，易于實現(xiàn)，但每個字符要附加2~3位的起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。2）同步通信同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳輸一幀信息。這里的信息幀和異步通信的字符幀不同，通常有若干個數(shù)據(jù)字符，如圖6.4所示。其格式由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗字符C

4、RC三部分組成。在同步通信中，同步字符可以采用統(tǒng)一的標準格式，也可以由用戶約定。同步通信時要建立發(fā)送方時鐘對接收方時鐘的直接控制，使數(shù)據(jù)傳送完全同步。其特點是傳輸速率高，但硬件復雜。同步字符數(shù)據(jù)字符1數(shù)據(jù)字符2…數(shù)據(jù)字符n-1數(shù)據(jù)字符n校驗字符校驗字符圖6.4同步通信數(shù)據(jù)傳送格式3.串行通信的制式1）單工(Halfduplex)制式在單工方式下，通信線的A端只有發(fā)送器，B端只有接收器，信息數(shù)據(jù)只能單方向傳送，即只能由A端傳送到B端而不能反傳。如圖6.5所示。圖6.5單工方式2）半雙工(Halfduplex)制式半雙工方式中，通信線路兩端的設備都有一個發(fā)送器和一個接收器，如圖6.

5、6所示。數(shù)據(jù)可雙方向傳送但不能同時傳送，即A端送B端收或B端送A端收，A、B兩端的發(fā)送/接收只能通過半雙工通信協(xié)議切換交替工作。圖6.6半雙工方式3）全雙工(Fullduplex)制式在全雙工方式下，通信線路A、B兩端都有發(fā)送器和接收器，A、B之間有兩個獨立通信的回路，兩端數(shù)據(jù)不是交替發(fā)送和接收，而是同時發(fā)送和接收。因此通信效率比前兩種要高。該方式下所需的傳輸線至少要有三條，一條用于發(fā)送，一條用于接收，一條用于公用信號地，如圖6.7所示。圖6.7全雙工方式4.信號的調制與解調計算機的通信要求傳送的是數(shù)字信號。在遠程數(shù)據(jù)通信時，通常要借用現(xiàn)存的公用電話網。但是電話網是為300-3

6、400Hz的音頻模擬信號設計的，對二進制數(shù)據(jù)的傳輸是不合適的。為此在發(fā)送時需要對二進制數(shù)據(jù)進行調制生成模擬信號，使之適合在電話網上傳輸。在接收時，需要進行解調以將模擬信號還原成數(shù)字信號。1）調制器把數(shù)字信號轉換成模擬信號，然后送到通信線路上去。2）解調器把從通信線路上收到的模擬信號轉換成數(shù)字信號。由于通信是雙向的，調制器和解調器合并在一個裝置中，這就是調制解調器MODEM，如圖6.8所示。由圖可見，調制器和解調器是進行數(shù)據(jù)通信所需的設備，因此把它叫做數(shù)據(jù)通信設備（DCE）。通信線路是電話線，也可以是專用線。圖6.8調制解調通信圖5.串行通信數(shù)據(jù)的校驗在通信過程中往往要對數(shù)據(jù)傳送

7、的正確與否進行校驗。以保證準確無誤的傳輸數(shù)據(jù)。常用的校驗方法有奇偶校驗及代碼和校驗。1）奇偶校驗奇偶校驗的特點是按字符校驗，即在數(shù)據(jù)發(fā)送時，在每一個字符的最高位之后都附加一個奇偶校驗位“1”或“0”，使被傳送字符(包括奇偶校驗位)中含“1”的位數(shù)都為偶數(shù)(偶校驗)或都為奇數(shù)(奇校驗)。例：當約定為奇校驗時，數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)與校驗位“1”的個數(shù)之和應為奇數(shù)；當約定為偶校驗時，數(shù)據(jù)中“1”的個數(shù)與校驗位“1”的個數(shù)之和應為偶數(shù)。接收方與發(fā)送方的校驗裝置和方式應一致。接收字符時，對“1”的個數(shù)進