微机原理课件第11章2.ppt

第11章 串行通信及可编程接口芯片8251A 基本的数据传送方式有两种：并行通信和串行通信。 并行数据通信-----是指在多条并行的传输线上同时传送各位　　　　　　　　 数据的方式。 11.1 串行通信 11.1.1 串行通信的数据传送方向 （1）单工传送 （2）半双工传送 （3）全双工传送 ;;图11.2 异步通信的一帧数据格式 （a）带空闲位的一帧异步通信数据格式　　　（b）无空闲位的一帧异步通信数据格式 ;2、同步通信 同步通信－－－是在数据块开始处用l～2个同步字符来表示数　　　　　　　 据块传送的开始，数据块信息以连续的形式　　　　　　　 发送，最后通过校验码对数据块进行校验。 同步传送常用的数据格式有四种：单同步、双同步、SDLC和　　　　　　　　　　　　　　　 HDLC。 （1）单同步数据格式 ;（2）双同步数据格式 （3）SDLC数据格式 （4）HDLC数据格式 ;1、波特率 波特率－－－在计算机中，把每秒钟内传送二进制代码的位数。 例：假设被传送的字符均为7位ASCII码，采用异步串行传送方式，其数据传送格式由1位起始位，7位数据位，1位奇偶校验位，和1位停止位组成，若每秒钟传送120个这样的字符，则相应的波特率为： 10位/字符×120字符/秒=1200位/秒=1200 bit/s 每一位二进制代码传送时间td为波特率的倒数。即： ;2、接收和发送的同步 (1) 收/发时钟频率 图11.6 发送时钟 图11.7 接收时钟 接收和发送时钟与波特率之间必须保持如下关系： ;收/发时钟周期Ts与发送数据位宽度Td有如下关系： (2) 数据采样过程 ;11.1.4 串行通信接口芯片与数据校验 1、串行通信接口芯片 常用的串行接口芯片有两类：一类是异步通信接口芯片，即通用异步收发器UART，如INS 8250；另外一类是通用同步异步收发器，即USART，如Intel 8251A 。 （1）UART的硬件电路 UART的硬件电路由三部分组成：接收器、发送器和控制器。 接收器：把串行数据转为并行数据，即实现串→并的功能； 发送器：把并行数据转为串行数据，即实现并→串的功能； 控制器：用来接收CPU送来的控制命令，执行操作，并输出状　　　　态和控制信息。 （2）UART的基本工作过程 ;图11.9　UART电路图 ;2、串行通信数据校验 UART中常用的出错标志有三种：奇偶错误、帧错误和溢出　 　　　　　　　　　　　　　　 （丢失）错误。 串行通信中的数据校验算法常见的有： 　　单字节范围内的奇偶校验、多字节数据范围内的累加和校验、垂直异或校验、8位CRC校验和16位CRC校验。 数据校验的基本过程： 　　发送者生成校验码，将发送数据和校验码一并发送给接收者，接收者收到数据后，将接收到的数据采用相同的校验算法再生成一个校验码，与接收到的校验码相比较。若两者一致，则认为接收数据正确；若不同，则认为接收数据不正确。;3、串行通信数据纠错 基本通信中一般采用反馈重发方式进行纠错，反馈重发纠错（ARQ）方式又称判决反馈纠错。 除了反馈重发纠错，还有前向纠错（FEC）和混合纠错（HEC）等差错控制方式。 图11.10 反馈重发纠错（ARQ）原理示意图 ;11.2　 可编程串行通信接口芯片 8251A 其主要性能如下： （1）可用于同步和异步传送。 （2）可实现同步传送（5～8）位／字符；可选择内部或外部　　同步；可自动插入同步字符。同步传送波特率为DC～64K。 （3）可实现异步传送（5～8）位／字符；异步通信的波特率　　因子可以有三种选择：1、16或64；停止位也有三种选　　　择 ：1、1.5或 2位；异步传送波特率为：DC～19.2K。 （4）片内含有全双工、双缓冲发送和接收器。 （5）出错检测：具有奇偶、溢出和帧错误等检测电路。 （6）兼容性：全部输入输出与TTL电平兼容；单一的十5 V电　　源；与 Intel 8080、8085、 8086、 8088 CPU接口兼容。 ;;;（1）数据总线缓冲器 其内部包含三个三态双向8位的缓冲器： 状态字缓冲器：用来存放8251A内部的工作状态，供CPU查询　　　　　　　　 或测试之用； 接收数据缓冲器：用来存放接收器已经装配完毕的字符，供　　　　　　　　　 CPU读取； 发送数据／命令缓冲器：用来存放CPU送入8251A的数据或命 令。 　　　　　　　　　　CPU通过输入/输出指令可以对这些缓　　　　　　　　　　　 冲器读/写数据、写入命令（控制）　　　　　　　　　　　 字和读出8251A的状态信息。