11微型计算机原理--串行通信及接口电路.ppt

第十一章 串行通信及接口电路 11.1 串行通信 11.1.1 概述 11.1.2 串行接口标准EIA RS-232C接口 11.2 8251A可编程通信接口 11.2.1 8251的基本性能 11.2.2 8251的结构 11.2.3 8251的初始化编程 11.2.4 8251应用举例 11.1 串行通信 11.1.1 概述 1．串行通信的概念 所谓串行通讯是指外设和计算机间使用一根数据信号线一位一位地传输数据，每一位数据都占据一个固定的时间长度。 “串行”是指外设与接口电路之间的信息传送方式，CPU与接口之间仍按并行方式工作。 2．串行通信的优点 在并行通信中，数据有多少位就需要有多少条传送线，而串行通信只需要一条传送线。 3. 在串行通信中，有两种最基本的通信方式： (1)非同步(异步)通信ASYNC(Asynchronous Data Communication):它用起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。 一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，传输一个字符时，以起始位开始，然后传输字符本身的各位，接着传输校验位，最后以停止位结束该字符的传输。一次传输的起始位、字符各位、校验位、停止位构成一组完整的信息，称为帧（Frame） 帧与帧之间可有任意个空闲位 (2)同步传送: 在数据块开始处用同步字符来指示。 多个字符成组传送，在每组信息的开始，加上同步字符，字符组和同步字符以及需要的其他字符构成一个信息帧 规定： 字符格式: 数据信号传输速率:在串行通讯中，用波特率来描述数据的传输速率。 波特率:每秒传送的离散状态数的量。 串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起信息的出错 如何发现传输中的错误，叫检错。 发现错误后，如何消除错误，叫纠错 最简单的检错方法是奇偶校验，即在传送字符的各位之外，再传送1位奇/偶校验位。可采用奇校验或偶校验。 奇校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，1的个数为奇数。 偶校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，1的个数为偶数。 4．数据传送方式 通常串行通信，数据在两个站之间是双向传送的，A站可作为发送端，B站作为接收端，也可以A站作为接收端，而B站作为发送端，根据要求又可以分为半双工和完全双工两种。 （1）半双工(Half Duplex) 每次只能有一个站发送，即只能是由A发送到B，或是由B发送到A，不能A和B同时发送。 （2）完全双工(Full Duplex) 两个站同时都能发送和接收。 5．信号的调制与解调 11.1.2 RS-232C标准 在串行通信中，DTE和DCE之间的连接要符合接口标准 计算机通信中使用最普遍的是RS-232C标准 PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口，使用9 针和25针连接器。 11.2 8251A可编程通信接口 11.2.1 8251的基本性能 可用于同步和异步传送。 同步传送：5-8bit/字符，内部或外部同步，可自动插入同步字符。 异步传送：5-8bit/字符，时钟速率为通信波特率的1，16，64。 可产生中止字符：可产生1、3/2、或2个位的停止位。 通过编程，可以实现异步通讯协议或面向字符的同步通讯协议，波特率：同步方式下：0-64Kbps；异步方式下：0-19.2Kbps。 同步方式下，每字符为5，6，7，8位，能自动检测同步字符，自动添加奇偶校验。 异步方式下，每字符可为5，6，7，8位，自动增加起始位、停止位和校验位。 完全双工，双缓冲器发送和接收器。 11.2.2 8251的结构 11.2.3 8251的初始化编程 8251是一个可编程的多功能通信接口。所以在具体使用时必须对它进行初始化编程，确定它的具体工作方式。 例如：规定工作于同步还是异步方式；传送的波特率；字符格式等等。 初始化编程的过程如图12-21的流程图所示。 方式选择字格式如图12-22所示。 方式选择字可以分为四组，每组两位。首先，由D1D0确定是工作于同步方式还是异步方式。当D1D0=00时，则为同步方式；而在D1D0≠00时为异步方式，且D1D0的三种组合用以选择输入时钟频率与波特率之间的系数。 D3D2用以确定字符的位数： D5D4用以确定奇偶校验的性质，它们的规定都是很明确的。 D7D6在同步和异步方式时的意义是不同的。异步时，用以规定停止位的位数；同步时，用以确定是内同步还是外同步，以及同步字符的