第7章 串行通信7-4

接收缓冲寄存器
接收时钟 RxC
中断请求
控制 信号
读 写 复位
发送与 接收 控制逻辑
接收移位寄存器 发送移位寄存器
串行数据输入 SIN或RxD 串行数据输出 SOUT或TxD
发送时钟 TxC 地址 译码 CS 发送保持寄存器
UART结构框图
4.同步通信
以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附 加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束 同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬 件电路比较复杂 串行同步通信主要应用在网络当中 最常使用高级数据链路控制协议HDLC
快（高）
可以有间隔 小
慢（低）
三. 串行接口标准RS-232C

美国电子工业协会EIA制定的通用标准串行接口 设计目的是用于连接调制解调器 现已成为数据终端设备DTE（例如计算机）与数 据通信设备DCE（例如调制解调器）的标准接口 可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机 属于网络层次结构中的最低层：物理层
例：已知字符格式中数据为8位，无校验，1位停止位，在1 分钟内连续不断传送了 69120个字符，求波特率。 解：一个字符=1+8+0+1=10位 每秒传送的字符个数=69120/60=1152个 波特率=位/秒=1152*10=11520bits/S

(3)通用异步接收器/发送器UART
状态寄存器 数据总线 缓冲器 控制寄存器
TXD
8251内部工作原理
数 据 总 线 缓 冲 器 接数 收据 寄器 存 接移 收位 寄器 存及 其制 控
数总 据线
RXD 接 收
RESET RD WR CS
控 制 逻 辑
发数 送据 寄器 存
发移 送位 寄器 存及 其制 控
串 行 外 部 设 备
TXD 发 送

当前帧
同步字符 数据1 数据2
....
数据n 校验1
校验2
总结:串行I/O接口类型
串行I/O种类 项目 同步信号 时钟 每次传送量 同步串行I/O 同步字2～8字节 公用一根时钟信号线 一批数据 异步串行I/O 同步位1位 各自拥有不作为传输线 一个数据
数据之间 硬件开销
速度
没有间隔 大：电缆（信号、屏蔽）
232C接口标准使用一个25针连接器
绝大多数设备只使用OM2接口，就是RS-232C接口，使
用9针和25针连接器
RS-232C的电气特性

232C接口采用EIA电平 高电平为＋3V～＋15V 低电平为－3V～－15V 实际常用±12V或±15V
RS-232-C总线标准
RS-232-C总线 RS-232-C总线
DTE 计算机
DCE 如： MODEM
正弦信号
公 共 电 话 网
DCE 如： MODEM
DTE 计算机
正弦信号
MODEM（Modulator 调制器、Demodulator 解调器）就是 将串行数字信号变成不同频率、幅度或相位的正弦信号 发出去，又将不同频率、幅度或相位的正弦信号转换成 串行数字信号接收回来的数据通讯设备（DCE）。
相互转换

标准TTL电平 高电平：＋2.4V～＋5V 低电平：0V～0.4V
TTL和RS－232C之间的电平转换
RS-232-C总线
DTE 计算机
+5V
MC1489
DB
TTL电平
电平
RXD
CPU
AB
TTL接口 电路如： 8251
TTL电平
+12V
-12V
D型插座
CB
MC1488
RS 232电平 信号地
前 字 一 符 1 空 闲 位
n位 据 数 (n=5-8)
（2）数据传输速率（波特率）

波特率：指每秒传送二进制数的位数bps。
字符中每个二进制位持续的时间长度都一样，为数据传输速 率的倒数

微机中常见的波特率有110，300，600，1200，2400，4800， 9600，19200等。微机最高波特率由硬件决定。
第7章 串行接口和串行通信
一.串行接口
完成串行通信任务的接口称为串行通信接 口，简称串行接口。 功能： （1）输入时，完成串行到并行格式转换 （2）输出时，完成并行到串行格式转换

可编程串行接口的典型结构
二、串行通信的基本概念
串行通信：将数据分解成二进制位用一条信号线， 一位一位顺序传送的方式 串行通信的优势：用于通信的线路少，因而在远 距离通信时可以极大地降低成本 串行通信适合于远距离数据传送，也常用于速度 要求不高的近距离数据传送 PC系列机上有两个串行异步通信接口、键盘、鼠 标器与主机间采用串行数据传送

3.异步通信
异步通信:字符与字符之间的传送是完全异步的、 随机的，但一个字符的位与位之间是同步的。 串行异步通信以字符为单位进行传输，其通信协 议是起止式异步通信协议 异步通信特点 ① 字符的发送是随机的。 ② 每一个字符传输总以一个起始位为准，然后接 收方与发送方保持同步（格式的统一），最后是 停止位。 ③ 通信双方可随时改变通信协议，即改变数据位、 奇偶校验位和停止位长度或数据传输率。

（1）异步通信协议


异步通信协议包括：一是字符的传送格式的规定，二 是数据传送速率的要求。 异步通信格式 协议，即改变数据位、奇偶校验位和停止位长度或数 据传输率。
D0 D1 0 起 始 位 0/1 0/1 当 字 前 符 D2 D3 ...... Dn-1 0/1 0/1 ...... 0/1 0/1 奇 偶 校 验 位 1 停 止 位 D0 1 1 空 闲 位 后 字 一 符 10 起 始 位

1.传输制式
全双工
站A 站B
半双工
站A
站B
单工
站A
站B
2. 调制与解调
远距离通信时需要通过普通电话网络传输 数字信号：频带宽 电话网络：频带窄 要使数字信号在电话网络上传输，需要进行信 号变换——把数字信号承载到模拟信号上传输， 这个模拟信号称为载波信号。 调制——把数字信号承载到载波信号上 解调——从载波信号中恢复出数字信号 调制解调器：实现调制与解调的设备

调制与解调
同步通信和异步通信
所有串行通信都需要一个时钟信号来作为数据的 定时参考。发送器和接收器用时钟来决定何时发 送和读取每一位数据。 收发双方必须遵守共同的通信协议（通信规程）， 才能解决传送速率、信息格式、位同步、字符同 步、数据校验等问题 根据采用统一时钟还是本地局部时钟，分为同步 传输和异步传输两种。