第十章8251A课件.ppt

第十章 串行通信和可编程接口芯片8251A;10.1 串行通信的基本概念;10.1.1 数据传送的方向 串行通信时，通常数据在两个站（或设备）A与B之间传送，按传送方向有三种不同的方式：单工通信方式、半双工通信方式和全双工通信方式。如图10.1所示。; 1、单工方式 这种方式只允许数据按固定的方向传递，即一方只能发送，而另一方只能接收。传输的线路用一根线连接，通信的一端连接发送器，另一端连接接收器，即形成单向连接，如图10.1（a）所示。即数据只能从A站点传送到B站点，而不能由B站点传送到A站点。 单工通信类似无线电广播，电台发送信号，收音机接收信号。收音机永远不能发送信号。 ⑵半双工方式 是指通信时，双方都能接收和发送，但不能同时接收和发送的通信方式。由于两个设备之间只有一根传输线，因此双方只能轮流地进行发送和接收，即A站发送，B站接收，或B站发送，A站接收。如图10.1(b)所示。; 半双工通信方式类似对讲机，某时刻A方发送B方接收，另一时刻B方发送A方接收，双方不能同时进行发送和接收。 ⑶全双工工作方式 这种方式是指可以同时在两个站之间进行发送和接收的通信方式。可见全双工需要两条传输线 (一般是双绞线，或同轴电缆)来连接发送方和接收方。这样发送方和接收方可同时进行工作，如图10.1(c)所示。 全双工通信方式类似电话机，双方可以同时进行发送和接收。; 10.1.2 串行传送的两种基本工作方式 串行通信分为异步通信方式和同步通信方式两种。 一、异步方式 异步通信方式的特点是：以字符为单位传送。字符是一帧一帧的传送，每一帧字符的传送靠起始位来同步。在数据传输过程中，传输线上允许有空字符。所谓异步通信，是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在同一字符中的两个相邻代码间的时间间隔是固定的通信。异步通信中发送方和接收方的时钟频率也不要求完全一样，但不能超过一定的允许范围，异步传输时的数据格式如图10.2所示。 ;图10.2 异步通信字符格式; 开始前，线路处于空闲状态，送出连续“1”。传送开始时首先发一个“0”作为起始位。起始位后面紧跟的是要传送的字符，每个字符的数据位长可以约定为5～8位，低位在前、高位在后。后面是一位奇、偶校验位，也可以约定不要校验位。最后是表示字符结束的高电平的停止位，停止位可以约定为1位、 1.5位或2位。至此，一个字符传送完毕。线路又进入空闲，持续为“1”。经过一段随机的时间后，下一个字符开始传送，发送起始位。; 起始位至停止位构成了一帧信息。相邻两个字符之间可以是任意长度的。 总之，异步串行通信是指双方使用各自的时钟信号，而且允许有相对的延迟，因此实现较容易。为了避免连续传送过程中的延迟积累，每个字符都要独立确定起始和结束（即每个字符都要重新同步），字符和字符之间还可能有长度不定的空闲时间，因此效率较低，但是经济实用，因此异步串行通信大量的用在计算机接口技术中。;二、同步方式 在异步通信中，每个字符都要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了一些时间，因而在数据块传送时，为了提高速度，就要设法去掉这些标志，而采用同步通信。 同步通信是通过同步字符在每个数据块开始时使收/发双方取得同步。 同步通信方式的特点是：由一个统一的时钟控制发送方和接收方，若干字符组成一个信息组，字符要一个接着一个传送；没有字符时，也要发送专用的“空闲”字符或者是同步字符，因为同步传输时，要求必须连续传送字符，每个字符的位数要相同，中间不允许有间隔。同步传输的特征是：在每组信息的开始(常称为帧头)要加上l～2个同步字符，后面跟着5～8位的数据。同步通信的数据格式如图10.3所示。 ;图10.3 同步通信字符格式; 传送时每个字符的后面是否要奇/偶校验位，由初始化时设置的同步方式字决定。同步字符通常由用户确定，可以用一个或两个连续的特殊8位二进制代码作为同步字符。 同步传送速度高于异步传送，但它要求由时钟来实现发送端及接收端之间的同步，所以，硬件电路比较复杂，通常用于计算机之间的通信，或计算机到CRT等外设之间的通信等。; 10.1.3 串行传送速率 衡量串行数据传送速度快慢的指标是波特率(baudrate)。波特率是指每秒钟传送的二进制数据的位数，以位/秒为单位，又称波特。实际上它是传送每一位信息所用时间的倒数。 波特率是表明传输速度的标准，国际上