处理器8250

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，需要对音频信号进行解调还原成数字 信号。
采用调制器（Modulator）把数字信号转 换为模拟信号，送到通信链路上去，而用解调 器（Demodulator）再把从通信链路上收到的 模拟信号转换成数字信号。
大多数情况下，通信是双向的，调制器和 解调器合在一个装置中，这就是调制解调器 MODEM
波特率与发送/接收时钟
• 波特率：单位时间内传送的二进制信号数 • 16倍波特率收/发时钟的采样过程如下图所示
´« ËÍ Êý ¾Ý
Æð ʼ λ
0/1
0/1
ʱÖÓ
8
16
16
¼ì ²â µ½ Æð ʼ λ
¼ì ²â µ½ ÓРЧÆð ʼ λ
λ ²É Ñù ʱÖÓ
数据传送方式
• 单工方式 数据只能从甲方单方向地传送到乙方或者
目前，采用的通信协议有两类：异步和同步 协议。同步协议又有面向字符（Character-Oriented）和面向比特（Bit－Oriented）以及 面向字节计数等。
起止式异步通信数据格式
这种通信方式是把一个字符看作一个独立 的信息单元，并且字符出现在数据流中的相对时 间是任意的，而每一个字符中的各位是以固定的 时间传送。因此，这种传送方式在同一字符内部 是同步的，而字符间是异步的。发送器和接收器 之间可以允许没有共同的时钟，因此，在异步通 信中收发双方取得同步的方法，是采用在字符格 式中设置起始位和停止位的办法。在一个有效字 符正式发送之前，先发送一个起始位，而在字符 结束时再发送一个停止位。当接收器检测到起始 位时，便能知道接着是有效的字符位，便开始接 收字符，检测到停止位时，就知道字符结束了。
2
3
RxD
RTS 4
CTS
5
DTE 20
DTR
DSR 6
RI 22
8
DCD
SG 7
DCE
(Modem)
电话线
零Modem连接方式
近距离通信时，由于通信双方距离较近，直接将数据终端设备 连接起来即可、最简单的一种连接方法只用3根线，其他和Modem
有关的线，可以不连接
TxD 2 RxD 3 RTS 4 CTS 5
那么，如何来识别在一根线上 串行传送的信息流中，哪一部分是 联络信号，哪一部分是数据信号。 为解决这个问题，就引出了串行通 信的数据格式的约定。因此，串行 传送的第二个特点是它的数据格式 有固定的要求（即固定的数据格 式），分异步和同步数据格式，与 此相应，就有异步通信和同步通信 两种方式。
第三个特点是串行通信中对 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。
数据在单条1位宽的传输线上，一比特接一 比特地按顺序传送。例如，要把1字节的数据采 用串行方式由源传送到目的地，则1字节数据要 通过同一条传输线分8次由低位到高位，按顺序 一位接一位传输。
串行数据通信要解决两个关键技术 问题，一个是数据传送，另一个是数 据转换。
所谓数据传送，就是指数据以什么 形式进行传送。
• RS-232C接口标准 • RS-422接口标准 • RS-485接口标准 • 20mA电流环
RS-232C信号线定义
• 共有25根信号线，9根主要信号线定义如下：
– TxD 发送数据线 – RxD 接收数据线 – RTS 请求发送。DTE请求DCE发送数据。 – CTS 清除发送。是DCE对RTS信号的响应。 – DSR 数据设备准备好。表示Modem可用 – SG 信号地 – DCD （RLSD） 载波检测信号。本地Modem已检测到
并行通信中，传输速率是以每秒传
送多少字节（B/S）来表示。而串行通 信中，传输速率是用波特率来表示。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。
位周期是波特率的倒数。最常用的标准 波特率是110、300、600、1200、2400、 4800、9600和19200b/s。
基本特点
• 只有异步方式 • 发送器和接收器均有16bytes的FIFO，可减少中
断CPU的次数。 • 可编程的波特率发生器。对输入时钟进行1~216-1
的分频。 • MODEM控制功能 • 内部诊断功能
同步通信数据格式（续）
• 面向比特的同步通信数据格式
01111110 地址
控制 信息(可选) CRC 01111110
8 bits 0,8 or 16 bits 8 or 16 bits
8n bits 16 or 32 bits 8 bits
• 典型协议有SDLC，HDLC，LAPD，LAPB等 • 比特填充技术（“0”插入/删除技术）
同步通信数据格式
• 面向字符的同步通信数据格式
SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块检验
• 规定10个特殊字符作为控制字符 • 在数据块中的传送的数据如果与控制字符相
同，采用字符填充方式。DLE为转义字符。 • 例：数据中若有ETX，则转义为DLE ETX；
数据中若有DLE，则转义为DLE DLE。
A
B
数据传送方式（续）
• 全双工方式 要求甲、乙双方既可同时发送数据又可同
时接收数据，这种方式则称为全双工方式。 此种情况下甲乙双方需分别设置一套发送器 和接收器，并需要使用两条独立的通信线路。
A
B
调制解调器与远程数据通信
为实现远距离数据通信和远程计算 机网络等远程数据传送，通常利用现 有的电话线网络作为数据传送的载体。 但由于电话线原为传送话音设计的， 其传输频带很窄，在300HZ到340HZ 之间，用它传送方波的数字信号，必 将引起波形畸变，从而影响传输的可 靠性。
典型接口芯片
• 同步USRT
– 面向字符 MC6852， Intel8251A – 面向比特 MC6854，Intel8273， Z-80SIO
• 异步UART
– INS8250，MC6850，Intel8251A，Z-80SIO
• 在PC机系列中采用 INS8250AINS82C50A NS16450 NS16C450 NS16550 NS16550A PC16550D
调制解调器的类型比较多，有振幅键控 （ASK）,频移键控（FSK）和相移键控(PSK)。 当波特率小于300时，一般采用频移键控（FSK） 调制方式，或者称为两态调制。
它的基本原理是把“0”和“1”两种数字信号 分别调制成不同频率的两个音频信号，其原理如 图9.4所示。
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。
同步通信规程
• 以数据块（或字符）块为单位 进行传送
• 收发双方时钟要求严格同步 • 需要界定符 • 无数据传送时，传送同步字符
同步通信的发送器和接收器通常使用同一时 钟源来同步。该时钟不仅对一个字符中的各位之 间进行定时，而且也对字符之间进行定时。同步 传送的字符没有起始位和停止位。它不是用起始 位来表示字符的开始，而是用特定称为同步字符 的二进制序列，来表示开始发送数据。即发送端 总是在正式发送数据信息之前，先发送同步字符 去通知接收器，接收器在收到同步字符之后，便 开始按双方事先约定的速率接收数据。也就是说， 同步传送是用同步字符来做为信息开始传送的标 志和启动信号。
RxD 3
RTS 4
CTS 5
DTEDTR 20
DSR 6
RI 22
DCD 8 SG
SG 7
2 3 4 5
20 DTE
6 22 8 7
机械特性
DTE
15m
DCE
通信线路)
DB25/M(针） DB25/F(孔 )
RS-422接口标准
• 平衡传送方式
逻辑“1” AA’与BB’的电位差大于200mv
通信线上所传输的字符数据（代码） 是逐位传送的，1个字将由若干位组成， 因此每秒钟所传输的字符数（字符速率） 和波特率是两种概念。在串行通信中，所 说的传输速率是指波特率，而不是指字符 速率，它们两者的关系是：假如在异步串 行通信中，传送一个字符，包括12位（其 中有1个起始位，8个数据位，l个偶校验位， 2个停止位），其传输速率是1200b/s，那 么，每秒所能传送的字符数是1200/ （1+8+l+2）=100个。
逻辑“0” AA’与BB’的电位差小于200mv
• 能有效抑制共模干扰，最大传输率可达10M
b/s 平衡发送器
差动接收器
A
A’
MC3487
MC3487
B
B’
5.6.2可编程 串行接口电路8250
串行接口的基本任务
• 数据格式的自动生成 • 串并变换 • 传输速率控制 • 错误检测 • 电平转换
RS232C的逻辑电平与TTL完全不同，采用负逻辑，它规 定“1”的逻辑电平为-3V～-15V，“0”的逻辑电平为＋ 3V～＋15V，此电平称为EIA电平。因此，为了能够同计 算机接口的TTL集成电路连接，必须在EIA电平和TTL电
平之间进行电平和逻辑的变换。
有握手线的零Modem连接方式
TxD 2
第四个特点是串行传送信息 的速率需要控制，要求双方约 定通信传输的波特率。
串行传送的特点
• 所用的传输线少，适于远距离 传送
• 数据信息和控制信息可在同一 条线上传送
• 使用的信号电平与TTL不兼容 • 双方需约定传输的波特率
串行通信的数据格式
在串行传输中，通信双方都按通信协议进行。 所谓通信协议是指通信双方的一种约定。约定中 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。因此,也叫 做通信控程；或者称为传输控制规程。
相反，就称为单工方式。在这种情况下甲、 乙两方只需一方设置一个发送器而另一方设 置一个接收器即可实现通信。
A
B
发方
收方
数据传送方式（续）
• 半双工方式
在同一条通信线路上，数据既可以从甲方传 送到乙方，又可以从乙方传送到甲方，但这两种 传送不能同时进行。半双工方式要求甲、乙方分 别设置一套发送器和接收器，通过切换选择使之 用同一线路实现“甲发乙收”或“乙发甲收”的 传送
所谓数据转换，就是指微机在接受 数据时，如何把接收到的串行数据转 化为并行数据，微机在发送数据时， 如何把并行数据转换为串行数据进行 发送。
பைடு நூலகம்
串行传送的基本概念
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， 这就是串行传送的第一个特点。
DTE DTR 20
DSR 6 RI 22
DCD 8 SG 7
2 3 4 5
20 DTE
6 22 8 7
电气特性
• 逻辑“1” 为-3V~ -15V • 逻辑“0” 为+3V~ +15V • EIA电平与TTL电平之间需进行转换。
TTL
MC1488 EIA
UART
DB25 插座
TTL
EIA
MC1489
远端Modem送出的载波信号 – DTR 数据终端准备好。表示DTE可用 – RI 振令指示
具有Modem设备的远距离通信数据终端设备（如 计算机）通过RS232C接口和数据通信设备（如调制解 调器）连接起来，再通过电话线和远程的设备进行通信、
即电话线的两端都是数据通信设备，即Modem设备。
TxD
5.6串行输入输出接口
在计算机领域内，有两种 数据传输方式：
串行传输和并行传输。 串行传输又称为串行通信。
并行和串行数据传输
并行数据传输
数据在多条并行1位（比特）宽的传输线上同时 由源传到目的地。例如，l字节的数据通过8条并 行的传输线同时由源传到目的地。这种传送方式 称为比特并行或字节串行。
串行数据传输
方阵码检错技术是奇偶校验与“检验和”的 综合。例如，7单位编码的字符后附1位奇偶位， 以使整个字节的“1”的个数为偶数或者为奇数。 若干个字符组成一个数据块，列成方阵，再纵向 按位加产生一个单字节的检验字符并附加到数据 块末尾。这一检验字符实际是所有字节“异或”
的结果，反映了整个数据块的奇偶性。
异步串行接口标准