[信息与通信]4 串行接口技术.ppt

4 串行通信技术及接口 并行通信和串行通信 串行通信的特点 串行通信是主机与外设交换信息的一种方式。 串行通信中字节数据经一条传输线按位串行发送与串行接收。 串行通信节省通信线路，可远距离传送，成本低，广泛应用在通信及计算机网络系统中。 串行通信中，数据传输速率低，控制较复杂。 串行通信基本概念 发送时钟和接收时钟 发送时钟用来控制串行数据的发送。数据发送过程是：把并行的数据序列送入移位寄存器，然后通过移位寄存器，由发送时钟触发进行移位输出，数据位的时间间隔取决于发送时钟周期。 串行通信基本概念 发送时钟和接收时钟 接收时钟用来控制串行数据的接收，数据接收过程是：把由传输线送来的串行数据序列，用接收时钟作为输入移位寄存器的触发脉冲，逐位打入移位寄存器，最后装配成并行数据序列。 串行通信的数据传送方式 全双工、半双工、单工 单工：通信一方为发送器，另一方为接收器,用一条传输线相连, 进行单向传输。 A B 发送器 接收器 半双工：通信双方均有发送器和接收器,经一条传输线相连, 在某一时刻双方只能一个方向传输信息，线路切换后可改变传输方向。 A B 串行通信的数据传送方式 全双工：通信双方均有发送器和接收器,经两条独立的传输线相连, 双方可同时接收与发送。 A B 校验方式 串行通信不论采用何种方式，都应能保证高效率而无差错地传送数据。在任何一个远距离通信线路中，都不可避免地存在噪声产生的干扰而造成传送出现差错。因此，对传送的数据进行校验就成了串行通信中必不可少的重要环节。常用的校验方式有两种：奇偶校验和CRC校验。 奇偶校验 ??? 用奇偶校验方式发送时，在每个字符的最高位之后都附加一个奇偶校验位，这个校验位可为“1”或“0”，以便保证整个字符（包括校验位中的“1”的个数为偶数（偶校验）或为奇数（奇校验）。接收时，按照双方所约定的奇偶校验规则，对接收到的每个字符进行校验。例如：发送按偶校验产生校验位，接收也必须用偶校验进行校验。当发现接收到的字符中“1”的位数不为偶数时，便出现了奇偶校验错，接收器可向CPU发出中断请求，或使状态寄存器相应位置位供CPU查询，以便进行出错处理。 这种校验方法主要用于单个字符传送过程的校验。 CRC校验 循环冗余码校验CRC（Circle Redundancy Check）： 对数据块传送的校验方法 发送时，根据编码理论对发送的串行二进制序列按某种算法产生一些校验码，并将这些校验码放在数据信息之后一同发出。在接收端将接收到的串行数据信息按同样算法计算校验码，当信息位接收完之后，接着接收CRC校验码，并与接收端计算得出的校验码进行比较，若相等则无错，否则说明接收数据有错。接收器可用中断或状态位置位的方法通知CPU，以便进行出错处理。 (见书P305) 串行通信方式 根据同步方式的不同，串行通信又分为同步通信与异步通信两种方式。 同步通信 SYNC(Synchronous Communication) 异步通信 ASYNC(Asynchronous Communication ) 串行通信方式 信号的调制与解调 模拟数据的数字信号编码：将模拟数据转换成数字数据。 常用调制方式：脉冲编码调制(PCM编码)，将一个模拟信号转换为二进制数码脉冲序列的过程。PCM编码通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。 异步串行通信接口 常用的异步串行通信接口主要有以下几种： 1、RS-232C接口 2、20mA电流环接口 3、RS-499与RS-423/422/485接口 4、USB接口 5、IEEE1394接口 除数寄存器 除数寄存器的值就是分频系数。外部输入时钟XTAL1的频率除以除数寄存器中的双字节数后，得到数据发送器的工作频率，再除以16，才是真正的发送波特率。 在IBM PC/XT系列机中，输入时钟为1.8432MHz，波特率和除数之间的关系如下表。 INS8250的编程 INS8250的编程分为初始化和工作两部分。 初始化编程包括约定传送波特