第9章 微机基本接口技术与应用 中山大学.pptVIP

9.3 串行通信与可编程串行接口芯片8251A及其应用 2．串行通信类型 按照通信双方发送和接收数据序列在时间上取得一致的方法不同，串行通信可分为异步串行通信和同步串行通信两大类。 （1）异步串行通信 异步通信中，被传送的信息通常是一个字符代码或一个字节数据，它们都以规定的相同传送格式一帧一帧地发送或接收。在两个字符之间的传输间隔是任意的。在异步通信中，发送方和接收方可以不用同一个时钟信号。但需要在每个字符的前后加上一些分隔位来表示字符的开始和结束，这就形成了一个完整的串行传送字符，称为一帧信息（字符帧格式）。 通常字符帧格式由4部分组成，依次为起始位、数据位、奇偶校验位和停止位，如图9.24所示。 9.3 串行通信与可编程串行接口芯片8251A及其应用 起始位：一帧数据的开始标志，占一位，低电平有效。 数据位：传送的有效信息。数据的位数没有严格限制，可以是5位、6位、7位或8位，由初始化编程设定，但规定是由低位到高位逐位传送。 奇偶校验位：0～1位，用于传送数据的有限差错检测或表示数据的一种性质，是发送方和接收方预先约定好的一种检验（检错）方式。 停止位：高电平，表示一个字符帧信息的结束。可以选择1位、1.5位或2位，由初始化编程设定。 9.3 串行通信与可编程串行接口芯片8251A及其应用 异步通信的大致工作过程为：数据传送开始后，接收设备不断检测传输线上是否有起始位到来，当接收到一系列的“1”（空闲或停止位）之后，检测到第一个“0”，说明起始位出现，就开始接收所规定的数据位、奇偶校验位及停止位。经过接收器处理，将停止位去掉，把数据位拼装成为一个字节数据，经校验无误，则接收完毕。当一个字符接收完毕后，接收设备又继续测试传输线，监视“0”电平的到来和下一个字符的开始，直到全部数据接收完毕。 9.3 串行通信与可编程串行接口芯片8251A及其应用 （2）同步串行通信 同步通信方式就是将多个字符组成一个信息组，以数据块的方式进行传送，每个数据块（称为信息帧）的前面加上1个或2个同步字符或标识符作为帧的起始边界，后面加上校验字符，帧的结束可以用结束控制字符也可以在帧中设定长度。 常见的同步通信帧格式如图9.25所示。 9.3 串行通信与可编程串行接口芯片8251A及其应用 同步通信分为面向字符同步通信和面向比特同步通信。面向字符的同步通信是把帧看作由若干个字符组成的数据块，并规定一些特殊的字符作为同步字符及传送过程中的控制信息，如IBM公司的二进制同步通信规程BSC，定义了10个控制字符来控制数据的传送，称为通信控制字。在数据传送过程中，数据和控制字符都在同一帧中传送。 面向比特的同步通信是把数据及控制信息看作比特流的组合，而且它靠约定的比特组合模式来标识帧的开始和结束。如IBM公司的同步数据链路控制协议SDLC和ISO的高级数据链路控制规程HDLC，如图9.25的（c）和（d）所示。在这两种格式中，采用一个特殊的位模为一帧信息的开始和结束标志。为实现标志符编码的惟一性，避免在传送的数据中也出现帧的标志符，从而导致传送错误，协议采用了“0”位插入/删除技术。 9.3 串行通信与可编程串行接口芯片8251A及其应用 在同步通信过程中，发送方和接收方必须要保持完全同步，否则就会出现传输错误，因此发送方和接收方要使用同一个时钟信号。通常情况下，当发送方和接收方的距离较近时可以通过增加一根时钟信号线使双方采用相同的时钟信号。当发送方和接收方距离较远时，可以通过编码技术将发送时钟信号和数据采用同一根信号线传输，接收方收到数据后再从中提取出时钟信号并接收数据。如采用曼彻斯特编码技术等。 9.3 串行通信与可编程串行接口芯片8251A及其应用 3．波特率及传输率 波特率是指每秒钟传送的二进制位数，其单位是bps（bits per second）。波特率是衡量串行数据传输速度快慢的一个重要指标，波特率越高，传送速度越快。在微机通信中，常用的波特率标准有110bps、300bps、600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps等。 传输率是指数据传送的速率。在串行通信中，传输率用波特率来表示，所以传输率和波特率是相同的。但是在采用调制解调技术将数字信号变成模拟信号进行通信时，波特率和传输率就不一定相同了。如在采用调相制时，允许取4种相位，每种相位表示2个数位，这时传输率就是波特率的2倍。 9.3 串行通信与可编程串行接口芯片8251A及其应用 4．信号调制与解调 当采用串行通信方式传输数字信号时，由于传送线间的电容效应，极易引起数字信号波形失真。这种失真现象严重影响传送数据的可靠性。为此需要在发送端用调制器将数字信号变换成模拟信号后再发送到通信线路上，而在接收端