微机原理及接口技术第8章.ppt

第 八章 第8章 串行通信接口 教学重点 串行通信的基本概念 可编程串行接口芯片8251A 8.1 串行传送的基本概念 一、串行传送的特点 （1）串行传送是在一根传输线上一位一位地传送，这根线既作数据线又作联络线，也就是说要在一根传输线上既传送数据信息，又传送联络控制信息。 （2）串行传送数据格式有固定的要求（即固定的数据格式）。 （3）串行传送中对信号的逻辑定义与TTL不兼容，因此，需要进行逻辑关系和逻辑电平转换。 （4）串行传送信息的速率需要控制，要求双方约定通信传输的波特率。 8.1 串行传送的基本概念 二、串行数据的传送方向 在串行通信中，数据通常是在两个站（如终端和微机）之间进行传送，按照数据流的方向可分成3种基本的传送方式：全双工、半双工和单工。 1.全双工 当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工（Full Duplex）制。如图9.1所示。 2.半双工 若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工（Half Duplex）制，如图9.2所示。采用半双工．通信系统每一端的发送器和接收器，通过收／发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因目全产牛时间延退。收／发开关实际上是由软件控制的电子开关。 3.单工 若采用单根传输线只用作发送或只用作接收，进行单向传送，这样的传送方式就是单工（Simplex）制 8.1 串行传送的基本概念 全双工 8.1 串行传送的基本概念 三、信号的调制和解调 计算机的通信是要求传送数字信号，而在进行远程数据通信时，通信线路往往是借用现存的公用电话网，但是，电话网是为300~3400HZ间的音频模拟信号设计的，这对二进制数据传输不适合。为此，在发送时需要将二进制信号调制成相应的音频信号，以适合在电话网上传输。在接收时，佑要对音频信号进行解调还原成数字信号。 调制解调器 调制（Modulating） 把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号 解调（Demodulating） 将电话线路的模拟信号转换为数字信号 调制解调器MODEM 具有调制和解调功能的器件合制在一个装置 8.1 串行传送的基本概念 四、信息的检错与纠错 串行数据在传输过程中，由于干扰而引起误码是难免的，这直接影响通信系统的可靠性，所以，对通信中差错控制能力是衡量一个通信系统的重要指标。我们把如何发现传输中的错误，叫检错。发现错误之后，如何消除错误，叫纠错。在基本通信规程中一般采用奇偶校验或方阵码检错，以反馈重发方式纠错。在高级通信控制规程中一般采用循环冗余码（CRC）检错，以自动纠错方法来纠错。 8.1 串行传送的基本概念 五、波特率与发送／接收时钟 1.波特率 所谓波特率，是指单位时间内传送二进制数据的位数，其单位是位／秒（b/s）。它是衡量串行数据速度快慢的重要指标。有时也用“位周期”来表示传输速率，位周期是波特率的例数。最常用的标准波特率是110 , 300,600,1200,2400 4800,9600和19200b/s。 2.发送/接收时钟 3.波特因子 所谓波特因子（Factor)是发送／接收1位数据(1个数据位）所需要的时钟脉冲个数，其单位个/位。 8.1 串行传送的基本概念 因此，在实际应用中，可根据所要求的传输波特率及所选择的波特因子来确定发送／接收时钟的频率。发／收时钟脉冲与波特率之间的关系，可用下式表示： Txc=Baud X Factor （9.1) 例如：要求传输速率为1200Baud。 当选择Factor= 1个/位时 发／收时钟频率＝（1200位/秒）X（1个／位）= 1.2kHz 当选择Factor= 16个/位时 发／收时钟频率＝（1200位／秒）x (16个／位）=19.2kHz 当选择Factor = 64个／位时 发／收时钟频率＝（1200位／秒）x (64个／位）= 76. 8kHz 从关系式（9.1)可以看出，在波特因子选定的情况下，可利用改变发／收时钟频率来控制串行通信的波特率。 8.1 串行传送的基本概念 六、串行通信的基本方式 根据在串行通信中，对数据流的分界、定时及同步的方法不同，串行通信可分为异步串行通信方式和同步串行通信方式。 异