输入与输出接口技术讲课.ppt

第九章 一.串行接口技术 目录 1.串行通讯的概念 2.RS-232接口 3.可编程串行接口芯片8251A 4.计算机中的串行接口 串行通讯的概念 串行通讯：一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。 串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成， 成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米。 根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。 能够完成上述“串- -并”转换功能的电路，通常称为“通用异步收发器” （UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）, 典型的芯片有：Intel 8250/8251,16550。 串口通讯--接口电路 1.起止式异步通信协议 起始位 校验位 停止位 空闲位 数据位 低位 高位 字符 0/1 0/1 0/1 0/1 1 0 1 1 1 … 空闲位——传送字符之间的逻辑1电平，表示没有进行传送 数据传输速率 数据传输速率也称比特率（Bit Rate） 每秒传输的二进制位数bps 字符中每个二进制位持续的时间长度都一样，为数据传输速率的倒数 当进行二进制数码传输，且每位时间长度相等时，比特率还等于波特率（Baud Rate） 过去，串行异步通信的数据传输速率限制在50 bps到9600 bps之间。现在，可以达到115200 bps或更高 波特率 波特率 (bps) 1 号电缆传输距离（英尺） 2 号电缆传输距离（英尺） 110 5000 3000 300 5000 3000 1200 3000 3000 2400 1000 500 4800 1000 250 9600 250 250 2. 同步通信 以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束 同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬件电路比较复杂 串行同步通信主要应用在网络当中 最常使用高级数据链路控制协议HDLC ~ ~ ~ ~ 同步字符 数据 数据 数据 校验字符 3. 传输制式 全双工 站A 站B 站A 站B 站A 站B 半双工 单工 数据位与停止位 数据位：1位、2位 停止位：1位、1.5位、2位 流控制 .流控制在串行通讯中的作用 解决丢失数据的问题 .硬件流控制 ??硬件流控制常用的有RTS/CTS（请求发送/清除发送）流控制和DTR/DSR（数据终端就绪/数据设置就绪）流控制 .软件流控制 一般通过XON/XOFF来实现软件流控制。 RS-232C的引脚定义 TxD：发送数据 串行数据的发送端 RxD：接收数据 串行数据的接收端 RTS：请求发送 当数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效的RTS信号，用于通知数据通信设备准备接收数据 CTS：清除发送（允许发送） 当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传送数据时，发出CTS有效信号来响应RTS信号 RTS和CTS是数据终端设备与数据通信设备间一对用于数据发送的联络信号 DTR：数据终端准备好 通常当数据终端设备一加电，该信号就有效，表明数据终端设备准备就绪 DSR：数据装置准备好 通常表示数据通信设备（即数据装置）已接通电源连到通信线路上，并处在数据传输方式 DTR和DSR也可用做数据终端设备与数据通信设备间的联络信号，例如应答数据接收 GND：信号地 为所有的信号提供一个公共的参考电平 CD：载波检测（DCD） 当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时，该引脚向数据终端设备提供有效信号 RI：振铃指示 当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引脚信号作为电话铃响的指示、保持有效 保护地（机壳地） 起屏蔽保护作用的接地端，一般应参照设备的使用规定，连接到设备的外壳或大地 TxC：发送器时钟 控制数据终端发送串行数据的时钟信号 RxC：接收器时钟 控制数据终端接收串行数据的时钟信号 电气特性 EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在TxD和RxD上：逻辑1(MARK) =-3V～-15V ????????????? 逻辑0(SPACE)=+3～＋15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压) = -3V～-15V TTL??RS232转换芯片 连接器的机械特性 串口通信基本接线方法 　 9针串口（DB9） 　 　 25针串口（DB25） 　 针号 功能说明 缩写 针