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9.4 串行通信接口8251A 图9.57 8251A引脚封装图 每个字符的传输均以起始位为开始标志，紧接着的是要传输的数据(低位在前)，然后是奇偶校验位，最后为停止位。两个相邻字符之间的间隔(即空闲时间)可以任意长。在不发送数据期间，通信线上固定为高电平，所以总可以用低电平表示数据传输的开始。 9.4 串行通信接口8251A 由此可见，通信双方在通信之前必须约定： 图9.47 异步串行通信字符格式 9.4 串行通信接口8251A 1) 字符格式 一个字符内包含多少位数据位、停止位以及采用何种校验形式。 2) 数据传输率 数据传输速率，指单位时间内通信线路上传输的信息量，可用比特率(b/s)和波特率(Baud)来表示。比特率是每秒传送的二进制位数，波特率是每秒传送离散状态的数量。当采用调幅标准时，由于任一时刻只能出现两种状态中的一种，因此比特率和波特率是一致的。 另外由于计算机接口只能输入/输出1和0，所以比特率和波特率的单位是一样的。尽管波特率在理论上可以是任意的，但考虑到接口的标准性，国际上还是规定了标准的波特率系列。 常用的波特率有50、110、300、600、1200、2400、4800、9600和19200。大多数接口的接收波特率是可以分别设置的，它们可以分别由编程来设定。当然在一个串行通信系统中，应该设定接收方和发送方的波特率相同。 9.4 串行通信接口8251A 异步通信是以字符为单位的通信，当接收方收到起始位后，只要在一个字符的传输时间内能和发送器保持同步，能够完全正确地接收。如果接收器和发送器的时钟略有误差，两个子符之间的停止间隔将为这种误差提供缓冲。因此，异步通信方式允许有—定的频率误差，对时钟同步的要求不严格，这是异步通信的突出优点。加之异步通信要求每个字符都有起始位和停止位，使控制信息占总信息有一定的比例，所以异步通信效率较差。 9.4 串行通信接口8251A 同步通信是采用数据块成帧方式实现的。图9.48所示为常见同步串行通信帧的格式。在格式开头有同步字符SYN ，同步字符的格式和同步字符的个数可根据需要确定。同步字符的作用是通知接收器“消息到达”，让接收器开始与发送器同步。同步字符后的第一个字符是消息头，它包含有助于接收器处理信息的控制信息(如一帧内的字符个数等)，其后是以字符或比特为单位的消息编码，最后是校验字符。常用 CRC循环冗余校验码，校验码的作用是检测数据块在传输过程中是否有差错。 9.4 串行通信接口8251A 图9.48 同步串行通信帧格式 显而易见，数据传输效率高是同步传输的优点，但同步传输不仅要保持每个字符内各位以固定的时钟频率传输，而且还要管理字符间的定时。因此，收、发双方时钟同步的要求特别高，必须配备专用的硬件电路获得同步时钟。硬件电路复杂是同步通信的缺点。 9.4 串行通信接口8251A 3. 调制解凋器 在串行通信中，由于线路分布电容的影响，一个方波传输一段距离以后，逐渐被“平滑”，最后难以分辨上升沿和下降沿，同时非常容易受干扰。而正弦波在长距离传输后，仍然是正弦波，只是幅度变小而已，通过放大器可以恢复。因此，数据在长距离传输时需要调制解调器。调制解调器(Modem)是利用模拟通信线路进行长距离数据通信中的重要设备。长距离通信时，通常需要利用电话线路，Modem的作用就是先将数字信号转换为适合电话线路上传输的模拟信号，经过电话线路传输后，再将模拟信号还原成数字信号。 图9.49所示为应用Modem的一个典型例子。图中Modem把从终端接收到的二进制电信号转换成可在共用电话系统上发送的音频信号(称为调制)。同时它也把从远方Modem发出的通过电话系统的音频信号转化为二进制电信号发往终端(称为解调)。 依传输速率分，Modem可分为低速、中速和高速3类。低速Modem一股用于传输波特率在2000波特以下的异步通信；传输波特率高于9600波特的同步通信，则要采用中速甚至高速的Modem。通常使用RS-232标准串行接口，来实现计算机与Modem之间通信。  9.4 串行通信接口8251A 图9.49 调制与解调应用实例 9.4 串行通信接口8251A 9.4.2 串行接口的基本功能和硬件支持 1. 串行接口的基本功能 串行通信是逐位传输数据的，所以多位数据需要多次传输。例如，一个字节数据至少需要8次传输。 串行通信的特点如下： 1) 速度较慢 如果并行通信一次可以传输一个8位数据，则对于相同的数相同的数据传输速率下，串行通信只有并行通信的1/8速度。 9.4 串行通信接口8251A 2) 引线少