第10章-串行通信和可编程接口芯片8251A.ppt

* * 第九章 可编程串行输入/输出接口芯片8251 1、 串行通信的基本概念 1.1串行通信的特点： 数据在单条1位宽的传输线上按时间先后一位一位地传送； 优点:节省传输线； 缺点:数据传输率较低 主要适用于长距离、低速率的通信中。 * * 1.2 串行通信的方式 异步方式（Asynchronous）：也称“起止同步式”。 串行异步传输数据格式： 1/0 0 0 11…1 5-8位数据位 1/0 停止位或空闲位 1… 1 起始位 奇偶校验 位停止位 或 、 2 2 1 1 1 第n个字符 空闲位 第n+1个字符 低位 高位 异步方式与同步方式 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 LSB MSB 数据=5AH(先发送低位) 奇校验:字符数据中为1的位数与校验位相加，结果应为奇数。 * * 同步方式（Synchronous） 面向字符型的数据结构(串行同步通信信息格式) 同步字符（SYN1) 数据字节1 CRC1 CRC1 数据（DATA) … 数据字节N 单同步信息格式 同步字符（SYN1) 同步字符（SYN2) 数据（DATA) … CRC1 CRC1 双同步信息格式 数据字节1 数据字节2 CRC1 CRC1 … 数据字节N 外同步信息格式 外同步：用一条专门的控制线来传送同步字符 CRC:循环控制码 传输控制字符 * * 面向位型的数据格式 特点: 没有采用传输控制字符，而是采用某些位组合。 信息长度可变(位的组合) SDLC(Synchronous Data Link Control )/HDLC(High-Level Data Link Control )帧格式： 标志地址 8位 控制 8位 CRC 8位 CRC 8位 标志数据场(0-n位) 开始标志 地址场 控制场 * * 协议开销 例：SDLC/HDLC帧格式： 假定数据长度为2048位， 通信效率为：2048/（2048＋48）＝97% 协议开销仅为3％ 一般公式：SDLC/HDLC协议开销＝1.0－N/(N+48)，其中N为发送数据的比特数。 标志地址 8位 控制 8位 CRC 8位 CRC 8位 标志数据场 开始标志 地址场 控制场 * * 1.3 串行通信中的数据传送方向 按传送方向分为：单工、半双工和全双工 单工（Simplex) 特点：仅能进行一个方向的数据传送 设备A 发送器 设备B 接收器 Data flow * * 半双工（Half Duplex） 特点：数据可以在两个方向上进行传送，但是这种传送绝不能同时进行。【双向，但不同时】 设备A 发送器/ 接收器 设备B 接收器/ 发送器 Data flow * * 全双工（Full Duplex） 特点：能够在两个方向同时进行数据传送。 设备A 发送器/ 接收器 设备B 接收器/ 发送器 * * 1.4 波特率（数据传输率 ） 每秒传输的二进制位数，单位为bps（bit per second ）也称比特率。 波特率―――每秒传输的“符号”（也称离散状态）的个数。 【例如，每秒传送1个符号，则波特率为1波特】 在计算机中，一个“符号”的含义为高、低两种电平，分别代表逻辑值“1”和“0”，所以每个符号的信息量为1比特，此时波特率与比特率刚好一致。 * * 发送时钟和接收时钟 数据输入寄存器 输入移位寄存器 ÷1，÷16，÷32 数据输出寄存器 输出移位寄存器 ÷1，÷16，÷32 CLK(主时钟) （串行数据输入） 输入移位脉冲 （串行数据输出） 输出移位脉冲 接收时钟 发送时钟 * * 波特率因子 F（时钟频率）＝波特率因子＊波特率 波特率因子：数据传输率（波特率）与时钟频率之间的比例系数 给定时钟频率，选择不同的波特率因子可得到不同的波特率。 例：f = 19.2 kHz，若选波特率因子为16，则波特率为1200 bps。 若选定波特率因子和波特率，则相应的确定了对时钟频率的要求。 若外部时钟电路的频率F＝1Mhz，需用8253分频，试计算分频系数（8253的计数初值） 计算时钟频率 1200＊16＝19200（时钟频率） 计数初值 N=1000000/19200=52 计数初值＝时钟频率／（波特率＊波特率因子） * * 8251 外部的 时钟电路 CLK 8253 OUT ÷1，＝16，… 1MHz N分频 19.2KHz 移位脉冲 * * 1.5 差错校验 1、奇偶校验（Parity Check ） 发送时检查要传送字符中“1”的个数，自动在