微机接口技术第三章1.pptVIP

微机接口技术; 3.1 串行通信基础 3.1.1 串行通信 数据通信的基本方式可分为并行通信与串行通信两种，串行通信是指利用一条传输线将数据一位位地顺序传送。其特点是通信线路简单，利用电话或电报线路就可实现通信，降低了成本，特别适用于远距离通信；缺点是传输速度慢。串行通信用于计算机与终端之间以及计算机与计算机之间的通信，是构成计算机网络的基础。串行通信还广泛用于计算机与串行打印机、鼠标器、绘图仪、传真机、键盘、远距离数据采集等外围设备之间的信息传送。 ; 串行通信使设备之间的连线减少了，但也带来一些问题，如串行数据与并行数据的相互转换等问题，这使串行通信比并行通信较为复杂。虽然串-并转换可用软件实现。但其速度慢，且占用CPU大量时间，影响系统的性能。更为方便的实现方法是用硬件，目前常用的微处理机串行接口芯片有：通用的异步接收/发送器(UART)和异步通信接口适配器(ACIA)等。;3.1.2 串行通信方式 根据同步方式的不同，串行通信又分为异步通信(ASYNC)与同步通信(SYNC)两种方式。 (1) 异步通信及其协议 异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，但在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。异步通信在计算机数据传输中用得较多，它的控制电路比较简单，适用于传输数据量较小的系统。;起始位：当要发送一个字符数据时，先发出一个逻辑”0”信号，表 示传输字符的开始。该位的持续时间是波特率的倒数。 ; 异步通信要求在发送每一个字符时都要在数据位的前面加上1位起始位，在数据位后面要有1位或1．5位或2位的停止位。在数据位和停止位之间可以有1位奇偶校验位，数据位可以为5-8位长。字符之间允许有不定长度的空闲位。 传送开始后，接收设备不断地检测传输线，当在测到一系列的“1”之后检测到一个“0”，就确认一个字符开始，于是以位时间(1/波特率)为间隔移位接收规定的数据位和奇偶校验位，拼装成一个字符的并行字节。 这之后应接收所规定位长的停止位“1”，若没有收到即为“帧出错”。只有既无帧出错又无奇偶错才算正确地接收到一个字符。一个字符接收完毕，接收设备又继续测试传输线，监视“0”电平的到来和下一字符的开始。 ; 异步通信是按字符传输的，接收设备在收到起始信号之后只要在一个字符的传输时间内能和发送设备保持同步就能正确接收。若接收设备的时钟和发送设备的时钟略有偏差的话，字符之间的停止位和空闲位将为这种偏差提供一种缓冲。换言之，异步通信并不是不要同步，而是要在一个短时间内同步，正因为要求同步的时间短；就允许收发之间的时钟频率可略有偏差，这也不会因累积效应而导致错位。下一个字符起始位的到来又使同步重新校准。 波特率是衡量数据传送速率的指标。表示每秒钟传送的二进制位数。例如传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则传送的波特率为10×120＝1200位/秒＝1200bit/s。波特率和有效数据位的传送速率并不一致，上述10位中，真正有效的数据位只有7位，所以，有效数据位的传送速率只有7×120＝840位/秒。;(2) 同步串行通信及其规程 同步通信以一个帧为传输单位，每个帧中包含有多个字符。在通信过程中，每个字符间的时间间隔是相等的，而且每个字符中各相邻位代码间的时间间隔也是固定的。 同步通信的数据格式如下图所示。它是以帧为单位传送的，帧内由一个字符序列组成。每个字符取相同的位数；字符之间是连续的，没有起始位和停止位，也不能有空隙。在帧前面置有1至2个同步字符，作为帧的边界和通知对方接收的标志。后面是校验字符，用于校验数据传输中出现的差错。 在进行数据传输时，发送方和接收方要保持完全同步，用同一时钟来触发双方移位寄存器的移位操作。在近距离通信时可以在传输线上加一根时钟信号线；在远距离通信时可通过解调器从数据流中提取同步信号，在接收方用锁相环电路，可以得到和发送时钟完全相同的时钟信号。 ;3.1.3 数据传送方式 　在串行通信中，数据传送是在两个通讯方之间进行的，根据数据传送方向的不同有以下三种方式。 ;3.1.4 信号传输方式 (1)　基带传输方式 在传输线路上直接传输不加调制的二进制信号。它要求传送线的频带较宽，传输的数字信号是矩形波。由于线路中存在着电感、电容及漏电感、漏电容等分布参数，矩形波通过传输线后会发生畸变、衰减和延迟而导致传输的错误。信号的频率越高、传输的距离越远这种现象则越严重，因此基带传输方式仅适宜于近距离和速度较低的通信。;(2)　频带