东南大学电子信息工程之微机学第5章-4(3学时)串行通信接口.ppt

第5章-4 串行通信接口 教学重点: 串行通信接口基本概念 RS-232-C标准 8250的内部结构和编程 异步通信适配器及编程 目录 5.1 串行通信基础 5.2 串行接口标准RS-232C 5.3 通用异步接收发送器8250 5.4 异步通信适配器及编程 5.1 串行通信基础 串行通信：将数据分解成二进制位用一条信号线，一位一位顺序传送的方式； 串行通信的优势：用于通信的线路少，因而在远距离通信时可以极大地降低成本； 串行通信适合于远距离数据传送，也常用于速度要求不高的近距离数据传送； PC系列机上有两个串行异步通信接口、键盘、鼠标器与主机间采用串行数据传送。 1. 异步通信 收发双方时钟不统一； 串行通信时的数据、控制和状态信息都使用同一根信号线传送； 收发双方必须遵守共同的通信协议（通信规程），才能解决传送速率、信息格式、位同步、字符同步、数据校验等问题； 串行异步通信以字符为单位进行传输，其通信协议是起止式异步通信协议。 起止式异步通信协议 起始位——每个字符开始传送的标志，起始位采用逻辑0电平 数据传输速率 数据传输速率 两相调制（单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位）的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推； 常用的波特率：50，70，110，150，300，600，1200，2400，4800，9600，115200。 2. 同步通信 双方对每一位的收发时序完全一致，统一时钟； 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； 同步串行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。 3. 传输模式 单工通信——只能由一方发送，例：广播 半双工通信——某一时刻只能由一方发送，例：对讲机 全双工通信——双方可同时传输，例：电话 3. 传输模式 4. 调制与解调 电话网络－模拟信号，计算机－数字信号； 远距离通信时需要通过普通电话网络传输； 数字信号：频带宽 电话网络：频带窄 要使数字信号在电话网络上传输，需要进行信号变换—把数字信号承载到模拟信号上传输，这个模拟信号称为载波信号。 调制—把数字信号承载到载波信号上； 解调—从载波信号中恢复出数字信号； 调制解调器：实现调制与解调的设备。 目录 5.1 串行通信基础 5.2 串行接口标准RS-232C 5.3 通用异步接收发送器8250 5.4 异步通信适配器及编程 5.2 串行接口标准RS-232C 美国电子工业协会EIA制定的通用标准串行接口； 设计目的是用于连接调制解调器； 现已成为数据终端设备DTE（例如计算机）与数据通信设备DCE（例如调制解调器）的标准接口； 可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机； 属于网络层次结构中的最低层：物理层。 5.2.1 RS-232C的引脚定义 232C接口标准使用一个25针连接器； 绝大多数设备只使用其中9个信号，所以就有了9针连接器； 主要引脚的功能 RS-232C的引脚（1） TxD（输出）：发送数据 串行数据的发送端 RxD（输入）：接收数据 串行数据的接收端 RS-232C的引脚（2） RTS（输出）：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（输入）：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。 RS-232C的引脚（3） DTR（输出）：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（输入）：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 RS-232C的引脚（4） GND：信号地 为所有的信号提供一个公共的参考电平； CD（输入）：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（输入）：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。 RS-232C的引脚（5） 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 5.2.2