总线数据传输中的UART技术.ppt

典型UART设备的接收流程 接收器发现开始位后，获知数据准备发送，做好接收数据准备 在接收过程中，UART从消息帧中去掉起始位和结束位，对进来的字节进行奇偶校验，并将数据字节从串行转换成并行 UART也产生额外的信号来指示发送和接收的状态。例如，如果产生一个奇偶错误，UART就置位奇偶标志 UART的数据方向 数据传输可以首先从最低有效位(LSB)开始 有些UART允许灵活选择先发送最低有效位或最高有效位(MSB) UART的通信速度 微控制器中的UART传送数据的速度范围为每秒几百位到1.5Mb 例如，嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通信的速度可以高达1.1152Mbps。UART波特率还受发送和接收线对距离（线长度）的影响 市场上有只支持异步通信和同时支持异步与同步通信的两种硬件可用于UART 前者就是UART名字本身的含义，在摩托罗拉微控制器中被称为串行通信接口（SCI）；Microchip微控制器中的通用同步异步收发器（USART）和在富士通微控制器中的UART是后者的两个典型例子 UART的实现方式 芯片内部集成UART，直接选用具有UART接口的MCU 例如单片机、ARM 在MCU的并行总线上扩展UART芯片，如Ti的TL16C552，用硬件来实现异步数据传输 优点：软件实现简单 缺点：总线还要扩展其他设备，使目标系统复杂化 利用MCU的通用I/O或同步串口采用软件模拟异步时序，实现软件UART 优点：硬件简单 缺点：软件实现复杂，加大MCU负担，不适合通信数据量大的场合 计算机中的UART UART是计算机中串行通信端口的关键部分 在计算机中，UART相连于产生兼容RS232规范信号的电路 当一个微控制器中的UART相连于PC时，它需要一个RS232驱动器来转换电平 RS232C串行总线 电气连接方式  TTL、CMOS和RS232电平 TTL电平 输出高电平2.4V，输出低电平0.4V 在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V 最小输入高电平和低电平：输入高电平=2.0V，输入低电平=0.8V，噪声容限是0.4V 一般认为TTL电平逻辑“1”为5V CMOS电平 “1”逻辑电平电压接近于电源电压，“0”逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限 一般CMOS工艺器件的电源电压为3.3V，因而一般意义上的CMOS电平逻辑“1”即为3.3V RS232C电平为EIA电平 逻辑“1”：+3V~+25V；逻辑“0”：-3V~-25V TTL、CMOS和RS232电平之间的相互转换 TTL电平与CMOS电平之间的相互转换 少量总线最简单方式：用两个电阻对电平分压 多根总线同时需要转换：总线隔离器 TTL电平与RS232C电平之间的相互转换 MAX232 RS232C总线主要特点 非平衡连接方式 非平衡线缆通常是一个同轴电缆，在非平衡线缆中，电流通过导体流过去，并通过大地返回 平衡连接通常是包含两个导体的双绞线或双股电缆，两根电线都连接到发生器(发送方)和接收方，并且它们都有相同的电流，但是电流是反方向的 信道噪声会叠加在信号上并全部反映到接收器中，因而会加大通信误码率，但却最大限度降低了通信成本 采用点对点通信 只用一对收发设备完成通信工作，其驱动器负载为3～7kΩ 公用地线 所有信号线共用一条信号地线，在短距离通信时有效地抑制了噪声干扰；但不同信号线间会通过公用地线产生干扰 RS232C总线机械特性（1） RS-232-C总线的接口连接器采用DB-25插头和插座，其中阳性插头（DB-25-P）与数据终端设备DTE相连，阴性插座（DB-25-S）与数据通信设备DCE相连 RS232C总线机械特性（2） 通常使用的RS-232-C接口信号只有9根引脚。最基本的三根线是发送数据线2、数据线3和信号地线5，一般近距离的计算机之间的通信使用这三条线就足够了 其余信号线通常在应用MODEM（调制解调器）或通信控制器进行远距离通信时才使用 RS232C电气参数 引线信号状态 RS-232C标准引线状态必须是以下三种之一，即SPACE/ MARK(空号/传号)、或ON/OFF(通/断)、或逻辑0/逻辑1 引线逻辑电平 EIA电平 短路抑制性能 RS-232C的驱动电路必须能承受电缆中任何导线短路，而不至于损坏所连接的任何设备 RS232C通信速率 RS-232C标准的电气连接方式决定其通信速率不可能太高 非平衡连接及共用地线都会使信号质量下降，通信速率也因此受到限制 最高通信速率为115200bps 由于受噪声的影响，RS-232C标准规定通信距离应小于15m RS232C总线的通信结构（1） 具有MODEM设备的远距离通信线路 使用了最常用