串行通信及其接口技术.ppt
第12章 串行通信及其接口技术,串行通信协议同步通信和异步通信 串行接口标准 8251A的编程结构 8251A的方式字、控制字和状态字,主要内容,12.1 串行通信基础,12.1.1 串行通信协议,所谓通信协议，又称为通信规程、通信规范，是通信双方约定的一些规则，这些规则包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题作出统一规定，通信双方必须共同遵守。,串行通信协议根据同步方式的不同，可以分为两种类型：一种叫同步通信（SYNC），另一种叫异步通信（ASYNC）。,1.异步通信及其协议,异步通信是指以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。,异步协议的特点是一个字符一个字符传输，并且以传送一个字符为基本周期，常称为一帧。在一帧中，传送一个字符总是以起始位开始，以停止位结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。,各位的意义如下：,空闲位：当没有数据在传输线上传送时，传输线将处于逻辑“1”的状态，称空闲位。,起始位：当传输线处于空闲位时，若发出一个逻辑”0”的信号，则表示开始传输字符，该逻辑“0”信号称起始位。,数据位：起始位之后紧接着就是数据位，其个数可为5、6、7、8等。,奇偶校验位：位于在数据位之后，对数据传送的正确性进行校验。,停止位：位于奇偶校验位之后，表示一个字符数据传送结束。停止位可以是1位、1.5位、2位的高电平。,波特率是在串行通信中是衡量数据传送速率的指标，表示每秒钟传送的二进制位数。,例如：数据传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为101201200位/秒1200波特。,最常用的标准波特率是110、300、1000、1200、2400、4800、9600和19200波特等。,异步通信协议一般用在数据速率较慢的场合（一般来说，小于19.2KBit/Second）。在高速传送时，一般要采用同步通信协议。,2.同步串行通信及其协议,同步通信在通信过程中，每个字符间的时间间隔是相等的，而且每个字符中各相邻位代码间的时间间隔也是固定的，每个字符也可以对应58位。,同步协议又有面向字符（Character Oriented）型协议和面向比特（Bit-Oriented）型协议以及面向字节（Byte-Oriented）型协议三种。,12.1.2 数据传送方式,按照数据流的方向可分成三种基本的传送方式：单工方式、半双工方式和全双工方式。,1.单工方式,这种方式，在任何时刻都只允许数据按照一个固定的方向传送。,2.半双工方式,半双工方式采用同一根传输线既作输入又作输出，数据能从A站传送到B站，也能从B站传送到A站。,3.全双工方式,全双工方式允许通信双方同时进行发送和接收。,12.1.3 调制与解调,一般来说，把数字信号转换成模拟信号的装置称为调制器（Modulator），把模拟信号转换成数字信号的装置称为解调器（Demodulator），而把传输信号的介质称为通信链路。,调制解调器的工作过程,常用的调制方式有三种：调幅、调频和调相，也称为振幅键控，频移键控和相移键控。,12.2 串行接口标准,计算机和外设之间双方要共同遵循的某种约定。这种约定称为物理接口标准，包括连接电缆的机械、电气特性、信号功能及传送过程的定义等等。,12.2.1 RS-232-C标准,适合于数据传输速率在020000bit/s范围内的通信。,目前RS-232-C有多种不同类型的连接器，其引脚的含义和功能也各不相同，比较典型的连接器有DB9、DB15和DB25三种类型。,12.2.2 RS-422A和RS-423A标准,这两个标准适合于传输距离更远、数据传输速率更高的接口。,1.RS-422A标准,RS-422A标准是一种以平衡方式传输的标准。,2.RS-423A标准,RS-423A标准是一种以非平衡方式传输的标准。,12.2.3 RS-485标准,RS-485标准是在RS-422A标准的基础上发展起来的，也是一种以平衡方式传输的标准。该标准改善了RS-422A标准，在RS-485标准的电路中，可以有多个接收器，也可以有多个发送器,12.3 可编程串行接口芯片8251A,12.3.1 串行接口,1.串行接口的组成,2.串行接口的功能,（1）实现串/并行相互转换的功能,（2）实现串行数据格式化的功能,（3）实现校验数据正确性的功能,（4）实现与通信设备联络控制的功能,12.3.2 可编程串行接口芯片8251A,在众多的串行接口芯片中，最具代表性的接口芯片是Intel8251A。它可以管理信号变化范围很大的串行数据通信。,12.3.3 8251A的外部引脚,8251A为28脚双列直插式芯片。,一组为与CPU接口的信号线；另一组为外设（或调制器）接口的信号线。,12.3.4 8251A的编程结构,12.3.5 8251A的编程,1.8251A的内部寄存器,2.8251A的方式字、控制字和状态字,8251A在编程时CPU发来的控制命令有：方式字和控制字，而8251A向CPU送去1个状态字。,（1）方式字,（2）命令字,（3）状态字,（4）8251A的方式字和命令字的使用,向8251A写入方式字和命令字时，需要按一定的顺序：复位方式字命令字。,8251A的方式字、命令字和状态字之间的关系,3.8251A的初始化,B,4.8251A的应用举例,以两台微机（CPU设为8086）之间进行双机串行通信的硬件连接和软件编程来说明8251A的实际应用。,小 结,串行通信是指，把组成信息的各个码位放在同一根传输线上，从低位到高位，逐位地、顺序地进行传送的通信方式。串行通信协议根据同步方式的不同，可以分为两种类型：同步通信和异步通信。异步通信是指以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的；同步通信是指每个字符间的时间间隔是相等的，而且每个字符中各相邻位代码间的时间间隔也是固定的。同步通信可以分为面向字符型协议、面向比特型协议以及面向字节型协议三种。数据传送的三种基本方式是单工方式、半双工方式和全双工方式。,串行接口标准有RS-232-C、RS-422A、RS-423A和RS-485等。串行接口部件内部有四个主要寄存器，它们分别是控制寄存器、状态寄存器、数据输入寄存器和数据输出寄存器。在众多的串行接口芯片中，最具代表性的接口芯片是Intel8251A，它是28脚的双列直插式芯片，其编程结构主要由发送器、接收器、数据总线缓冲器、读/写控制电路以及调制解调控制电路等组成。8251A工作时，主要是通过其方式字、命令字和状态字完成。,
