NEW第八章串行通信接口技术
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第8章-串行通信接口
1. 误码率的控制
所谓误码率，是指数据经过传输后发生错误的位数与 总传输位数之比。在计算机通信中，一般要求误码率达到10-6数量级。 2. 检纠错编码方法的使用
在实际应用中，具体实现检错编码的方法很多，而在串行通信中 应用最多的是奇偶校验和循环冗余码校验。
错误检测只在接收方进行，并且是在接收程序中通过软件来检测。 3. 错误状态的分析与处理
“1”对应相位180度
100
f2 0度
11
180度
8.2 串行通信协议
所谓通信协议（也叫做通信控制规程）是指通信双方的一种约定， 约定中包括对数据格式、传输速度、检纠错方式、传送步骤，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。
8.2.1 串行通信中的传输速率控制
1. 数据传输速率控制的实现方法
图8.2 半双工方式示意图
特点：①每端需有一个收/发切换电子开关 ②因有切换，会产生时间延迟
应用：打印机串口，单向传送设备，发送器→接收器
2019/12/22
计算机接口技术
5
3. 单工
单工是通信双方只能进行一个方向的传输，不能有双向传输。 此方式目前很少使用了。
8.1.3 串行通信的基本方式
1. 异步通信方式 异步通信是以字符为单位传输的，每个字符经过格式化之
Baud三者之间的关系，即：
TxC＝factor×Baud
（8.1）
例如，某一串行接口电路的波特率为1200b/s，波特因子为16个/位，
则发送时钟的频率为：
TxC＝16个/b×1200b/s＝19200Hz
际上，波特率因子可理解为发送或接收1b数据所需的时钟脉冲个数。 引用波特率因子的目的是为了提高定位采样的分辨率，有利于鉴别干扰 和提高异步串行通信的可靠性。这一点可从图8.4中看出。
第八章 串行总线及接口
第6 页
USB基本概念（3）
微 机 原 理 汇 编 接 口 技 术
今后USB将取代当前PC上的串口和并口。当我们提到 USB时，与其将它想象成一个串口，还不如将它想象 成一个连接有不同设备的网络，就像我们所熟悉的以 太网一样。给出了一个典型的USB设备网络配置的示 意图。
第7 页
典型的USB配置图
USB总线的主要性能特点（3）
适用于带宽范围在几千位/秒（Kb/s）—几百兆位/秒（Mb/s） 的设备。USB总线既可连接键盘、鼠标、摄像头、游戏 设备、虚拟现实外设这样的低速设备，也可连接电话、 声频、麦克风、压缩视频这样的全速设备，还可连接 视频、存储器、图像这样的高速设备。此外，USB总线 还允许复合设备（即具有多种功能的外设）连接到PC 机。
第 12 页
USB总线的主要性能特点（4）
微 机 原 理 汇 编 接 口 技 术
低成本的电缆和连接器。USB通过一根四芯的电缆传送信号和电源， 电缆长度可变，可长达5m。USB统一的4针插头将取代机箱后部众 多的串行口、并行口、键盘接口等插头。 USB具有错误检测和处理机制，可识别设备的错误。 较低的协议开销带来了高的总线性能，且适合于低成本外设的开发。 支持主机与设备之间的多数据流和多消息流传输，且支持同步和异 步传输类型。
Slave 8259A É à Ì ¿ ±³ Ð Ï Ö ¶ × Æ ô ¿ Ö Æ
¦ Ã Ì ò Ó Ó ³ Ð ò ß » Õ Ø ôµ ³ ² ×Ï Í
õ ¨ É ¿ ® Ù ´ ¿ ¨æ ¼ Ç © £ » Í Ò £ ® Ù ´ ¿ 2 ¨ôÆ â ôô© £ µ Ö ½ µ Æ £ ÷ Ì ¼ Å ¨ó ê © £ Ê ±£ IRQ0 IRQ1 IRQ3 IRQ4 IRQ5 IRQ6 IRQ7
串行通信接口技术
如果选择波特率为9600bps、且选择T1方式2定时，则程序如下：
（1）单片机(1)发送程序： TTTT： MOV TMOD，#20H
MOV TL1，#0FDH MOV THl, #0FDH MOV SCON，＃0C0H SETB TR1 MOV R0，#50H MOV R7，#10H LOOP： MOV A，＠R0 MOV C，PSW.0 MOV TB8，C
波特率＝2SMOD• /32× fosc/(12(256-x)) 例 已知805l单片机时钟振荡频率为11.0592MHz，选用定时器T1工作方
式2作波特率发生器，波特率为2400波特，求初值X。
解：设波特率控制位SMOD＝0，则有：
所以，(THl)＝(TLl)＝F4H。
串行口工作方式
串行口的操作方式由SM0、SM1定义，编码和功能如表10-2所示。
OUT 1
● 输出2（ OUT）2 用户指定的MODEM控制功能的输出。通过对MODEM控制寄存器第3位编程置1， OUT 2引脚 就变成低电平。
(4) 接收器逻辑
该逻辑包括接收器移位器和数据寄存器及相应的接收控制逻辑。其引脚功能如下：
● 接收器时钟（RCLK）
输入接收波特率的16倍时钟信号。
● 串行输入（SIN）
10.1.3 波特率的设计
方式0的波特率＝fosc/12 方式2的波特率＝2SMOD•T1/64 方式1和方式3的波特率 ＝2SMOD•T1/32溢出率
其中，T1的溢出率取决于T1的工作方式和初值。如果计数初值 为x，则每过“256-x” 个机器周期，定时器T1就会产生一次溢出。 为了避免因溢出而引起中断，此时应禁止T1中断。这时，
来自通信链路（如外设、MODEM、数据设备）的串行数据输入。
串行通信接口详细
数据的发送和接收分别由两根可以在两个不同的站点同
时发送和接收的传输线进行传送，通信双方都能在同一时刻
进行发送和接收操作，选择的传送方式称为全双工制。
A站
B站
发送器
接收器
接收器
特点：①每一端都有发送器和接收器 ②有二条传送线
应用：交互式应用，远程监测控制
发送器
（三）信号的调制和解调(远程通讯)
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，线路往往是借用现有的公用电话网，但是，电话网是为 音频模拟信号的设计的。一般为300～3400Hz，不适合于数据 信号。
4 5 6 20
2.远距离连接（>15m）
4 5 6 20
1）需用MODEM和专用电话线
2）需用2～9条信号线（在接口与MODEM之间）
计 算 机
接 口
2
TXD RXD RTS
调
┇ CTS DSR
制 解
SG 调
DCD 器
调
制
专用电话线
解 调
器
TXD
RXD 2
RTS
终
CTS DSR ┇
SG
端
DCD
采用MODEM时RS-232信号线的使用
RS-485标准只对接口的电气特性做出规定(只规 定了平衡驱动器和接收器的电特性)，而不涉及 接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立 自己的高层通信协议。
RS-485需要2个终接电阻，其阻值要求等于传输 电缆的特性阻抗。终接电阻接在传输总线的两端。 （大多数双绞线特性阻抗大约在100Ω至120Ω之 间）
3.RS-232C接口信号的定义。见书134表5.2 。 25线：数据线4条（2，3，14，16） 控制线11条（4，5，6，8，12，13，19，20，22，23） 定时信号线3条（15，17，24） 地线2条（1，7） 备用5条（9，10，11，18，25） 未定义
串行口通信技术
详细描述
总结词
无线串行口通信技术打破了传统线缆的束缚，为设备间的通信提供了更加灵活的解决方案。
详细描述
无线串行口通信技术通过无线信号传输数据，常见的标准包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。这种技术广泛应用于智能家居、工业自动化等领域，为设备的无线连接和数据传输提供了便利。
无线串行口通信技术
THANKS FOR
01
02
03
04
05
06
定义与特点
03
同步
发送端和接收端需要建立同步关系，确保数据传输的正确性。
01
数据发送
发送端将数据按位顺序一位一位地通过传输线发送到接收端。
02
数据接收
接收端按位顺序一位一位地接收数据，并将数据存储在存储器中。
串行口通信的原理
单工、半双工、全双工。
根据传输方向
同步串行通信、异步串行通信。
数据采集与监控系统（SCADA）
实时性要求
工业自动化控制系统对实时性要求较高，串行口通信技术能够快速传输数据，满足实时控制的需求。
可靠性要求
在工业环境中，设备之间的通信需要稳定可靠，串行口通信技术具有较高的可靠性，能够保证设备的稳定运行。
设备连接
串行口通信技术可以将工业自动化控制系统中的各种设备连接起来，实现设备之间的数据交换和控制。
串行口通信硬件
串行口通信硬件
try {
02
组织 传入，组织 执行 这个任务，组织 训练 这个任务，组织 完成。 这个任务，组织 验收 这个任务， 组织 完成 这个任务， 组织 完成 这个任务，
03
如果 组织 任务 这个任务， 组织 完成 这个任务， 如果 组织 任务 这个任务， 如果 组织 任务 这个任务，
总结词
无线串行口通信技术打破了传统线缆的束缚，为设备间的通信提供了更加灵活的解决方案。
详细描述
无线串行口通信技术通过无线信号传输数据，常见的标准包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。这种技术广泛应用于智能家居、工业自动化等领域，为设备的无线连接和数据传输提供了便利。
无线串行口通信技术
THANKS FOR
01
02
03
04
05
06
定义与特点
03
同步
发送端和接收端需要建立同步关系，确保数据传输的正确性。
01
数据发送
发送端将数据按位顺序一位一位地通过传输线发送到接收端。
02
数据接收
接收端按位顺序一位一位地接收数据，并将数据存储在存储器中。
串行口通信的原理
单工、半双工、全双工。
根据传输方向
同步串行通信、异步串行通信。
数据采集与监控系统（SCADA）
实时性要求
工业自动化控制系统对实时性要求较高，串行口通信技术能够快速传输数据，满足实时控制的需求。
可靠性要求
在工业环境中，设备之间的通信需要稳定可靠，串行口通信技术具有较高的可靠性，能够保证设备的稳定运行。
设备连接
串行口通信技术可以将工业自动化控制系统中的各种设备连接起来，实现设备之间的数据交换和控制。
串行口通信硬件
串行口通信硬件
try {
02
组织 传入，组织 执行 这个任务，组织 训练 这个任务，组织 完成。 这个任务，组织 验收 这个任务， 组织 完成 这个任务， 组织 完成 这个任务，
03
如果 组织 任务 这个任务， 组织 完成 这个任务， 如果 组织 任务 这个任务， 如果 组织 任务 这个任务，
第八章串行通信技术
第八章串行通信技术§8。
1串行通信的概述及RS-232C总线教学方法:讲授法教学目的:1、了解单片机串行通信的基本方法。
2、掌握单片机串行通信的相关概念。
3、了解RS-232C总线。
4、了解RS-232C总线电平及计算机信号电平教学重点：串行通信的方式教学难点:波特率的理解和信号电平的理解教学过程：组织教学：授课课时：（2课时）扳书课题：§8。
1串行通信的概述及RS-232C总线引入新课：一、串行通信概述1、什么叫串行通信？并行、串行举生活中的例子（排横队行走，排纵队行走）说明；引出并行通信，串行通信的概念。
P00P01 外设1P02P0389C51RXD外设2TXD串行通信就是使计算机中的数据一位一位地按先后顺序在一根传输线上传送。
通常有两种基本的通信方式：异步通信和同步通信。
2、异步通信和同步通信回顾在数字电路中所学的移位寄存器工作原理。
可提问学生。
异步通信：异步——发送时钟不一定等于接收时钟。
如下图：数据传送是帧的形式传送，每一帧数据包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位四部分。
其中数据位可以是5位、6位、7位、8位。
在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可以省略），最后是停止位1。
用这种格式表示字符，则字符可以一个接一个地传送。
特点：不同速度的外设可相互传送，但传送数据比实际数据位数多（加起始位、停止位等），占用CPU时间，传送速度较慢。
同步通信同步——发送设备时钟等于接收设备时钟。
在同步通信中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间；所以在数据块传递时，为了提高速度，常去掉这些标志，采用同步传送。
由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂。
发送方和接收方时钟完全一样，只要双方同时准备好（同步），可直接传送数据，无需附加多余的控制位，传送数据效率高，但设备要求高。
第八章串行通信接口
• 内同步无需数据块同步信号，数据块的同步采 用比特流中的同步码来同步，同步码后面就是 数据，数据划分同样根据事先约定。
• 内同步格式的通信协议一般有两种：面向字符 的通信协议和面向比特的通信协议。
3.数字数据编码技术
• 数字数据可以以数字信号或模拟信号在通信信 道上传输，主要根据传输设备和传输介质的不 同而采用不同的方式。
• 曼彻斯编码以在数据位中心的跳变来判断这位 数据是‘0’或是‘1’，正跳变(由低电平到 高电平)表示‘0’，负跳变(由高电平到低电平) 表示‘1’。
• 差分曼彻斯特编码是以每位数据位的开始是否 有跳变来表示这位数据是‘0’还是‘1’，在 数据位开始时有跳变为‘0’，无跳变为‘1’。
• 由于曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码在数据 波形上就携带了时钟信息，在一条传输线上传 输数据和同步时钟就不会出现失步，因此可以 用较高的传输率传输数据。
(2)数字数据的模拟编码技术
• 在线路上传输的脉冲信号可以分解成直流分量、低频 与高频谐波分量，因此数字信号的传输需要很宽的频 带。如果在带宽较窄的信道传输数字脉冲信号，则会 滤去一些谐波分量，造成脉冲波形畸变导致传输失败。 于是，在带宽较窄的信道传输时发送端要将数字信号 变换成一定频率范围内的模拟信号在某一频带内传输， 接收端将这些模拟信号变换成数字信号接收，这种变 换和反变换就称为调制和解调。
(1)数字数据的数字编码技术
• 数字数据以数字信号传输时，往往要进行编码， 以保证数据在信道上正确地传输。
• 目前，在传输数字信号时往往采用曼彻斯特编 码或差分曼彻斯特编码。
• 这两种编码在每一位数据位的中心都有一个跳 变，接收端可以将它分离出来作为同步信号。 由于它们的每位数据位都带有同步信息，所以 又称为自同步编码。如图8.1所示。
• 内同步格式的通信协议一般有两种：面向字符 的通信协议和面向比特的通信协议。
3.数字数据编码技术
• 数字数据可以以数字信号或模拟信号在通信信 道上传输，主要根据传输设备和传输介质的不 同而采用不同的方式。
• 曼彻斯编码以在数据位中心的跳变来判断这位 数据是‘0’或是‘1’，正跳变(由低电平到 高电平)表示‘0’，负跳变(由高电平到低电平) 表示‘1’。
• 差分曼彻斯特编码是以每位数据位的开始是否 有跳变来表示这位数据是‘0’还是‘1’，在 数据位开始时有跳变为‘0’，无跳变为‘1’。
• 由于曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码在数据 波形上就携带了时钟信息，在一条传输线上传 输数据和同步时钟就不会出现失步，因此可以 用较高的传输率传输数据。
(2)数字数据的模拟编码技术
• 在线路上传输的脉冲信号可以分解成直流分量、低频 与高频谐波分量，因此数字信号的传输需要很宽的频 带。如果在带宽较窄的信道传输数字脉冲信号，则会 滤去一些谐波分量，造成脉冲波形畸变导致传输失败。 于是，在带宽较窄的信道传输时发送端要将数字信号 变换成一定频率范围内的模拟信号在某一频带内传输， 接收端将这些模拟信号变换成数字信号接收，这种变 换和反变换就称为调制和解调。
(1)数字数据的数字编码技术
• 数字数据以数字信号传输时，往往要进行编码， 以保证数据在信道上正确地传输。
• 目前，在传输数字信号时往往采用曼彻斯特编 码或差分曼彻斯特编码。
• 这两种编码在每一位数据位的中心都有一个跳 变，接收端可以将它分离出来作为同步信号。 由于它们的每位数据位都带有同步信息，所以 又称为自同步编码。如图8.1所示。
第8章 串并行通信
微型计算机各种接口框图
微机接口电路图
2.什么是I/O接口（电路）？
I/O接口是位于系统与外设间、用来协助 CPU实现CPU与外设之间的数据传送和 控制任务的逻辑电路 PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总 线槽的电路板（适配器）都是接口电路
CPU
接口 电路
I/O 设备
3.为什么需要I/O接口（电路）？
数据端口
• 用于中转数据信息。一种情况是CPU通过数据总线，将待传送 给外设的数据先传送到数据端口，然后由I/O设备通过与I/O 接口电路相连接的数据线取得该数据 • 另一种情况是I/O设备首先将输入数据锁存于数据端口，然后， CPU通过数据端口将该数据读入CPU中。数据端口一般既有输 出寄存器（或称输出锁存器），又有输入寄存器（或称输入 锁存器）
一、统一编址
从内存空间划出一部分地址空间留给I/O设备编址，CPU把
I/O端口所指的寄存器当作存储单元进行访问，直接用访问内存 的指令访问I/O寄存器，这种I/O端口的编址方式被称之为统一
编址，或称为存储器映像的I/O编址方式。
统一编址优缺点 优点：不需要设立专门的I/O指令，用访问内存的指令就可 以访问外设，指令类型多，功能齐全，还可以对端口进行算术 运算，逻辑运算以及移位操作等。I/O端口空间不受限制 缺点：是I/O端口占用了内存空间，减少了内存容量
住址的总 线 地址总线
READY
M/IO
图8.2 查询式输入接口电路
WR
条件传送方式
数 据 锁 存 器
选通信号
数据总线
WR 地址 总线
输 出译码
Q
R
D +5V
RD M/IO
状 态 寄 存 器 图8.3 查询式输出的接口电路
接口的技术08-2串行通信接口8250
1.8432MHZ基准时钟，进行1 ~ 65535次分频后由BAUDOUT引脚输出的频率为 16×b/s的时钟。8250初始化时，必须将16位的分频次数分两次写入高低两个8位 分频次数锁存器DLH和DLL 分频次数 = 1843200HZ / 16×波特率 （基准时钟）
4、调制解调控制寄存器MCR（100B 3FCH）
MR：主复位输入信号，高电平有效 ADS-：地址选通信号=AEN DISTR、DISTR-：数据输入选通信号 DOSTR、DOSTR-：数据输出选通信号 DDIS：驱动器禁止信号，在CPU从 8250读取数据时为低电平，其他时 间为高电平禁止外部收发器对系统 总线的驱动 CSOUT：片选输出信号 XTAL1、XTAL2：外部时钟端 中断控制逻辑： INTR：中断请求输出信号 MODEM控制逻辑： CTS-：清除发送信号 RTS-：请求发送信号 DTR-：数据终端准备好信号 DSR-：数据装置准备好信号 RLSD-：接收线路信号检测信号 RI-：振铃指示信号 OUT1-：由用户编程指定的输出端 OUT2-：与OUT1一样，可以由用户 编程指定（PC用）
第二部分
PC 微机异步通信适配器的分析和使用
一、PC中的UART
1.INS8250
2.PC16450/PC16550 带16字节的发送缓冲器和14字节的接收缓冲器 FIFO
我 的 电 脑 中 串 口 配 置
3.端口基地址,硬件中断请求号，中断向量： COM1: 3F8H，4，0C COM2: 2F8H, 3, 0B 当加入其他的串口卡后，其地址一般为
ERROR:
MOV DX，3F8H
IN AL，DX ；接收一个字节
2. 中断方式
以查询方式发送数据，以中断方式接收数据， INISIR：MOV DX，3FBH MOV AL，80H OUT DX，AL ；置DLAB=1 MOV DX，3F8H MOV AL，0CH OUT DX，AL MOV DX，3F9H MOV AL，0 ；置除数为000CH，规定波特 率为9600波特 OUT DX，AL
4、调制解调控制寄存器MCR（100B 3FCH）
MR：主复位输入信号，高电平有效 ADS-：地址选通信号=AEN DISTR、DISTR-：数据输入选通信号 DOSTR、DOSTR-：数据输出选通信号 DDIS：驱动器禁止信号，在CPU从 8250读取数据时为低电平，其他时 间为高电平禁止外部收发器对系统 总线的驱动 CSOUT：片选输出信号 XTAL1、XTAL2：外部时钟端 中断控制逻辑： INTR：中断请求输出信号 MODEM控制逻辑： CTS-：清除发送信号 RTS-：请求发送信号 DTR-：数据终端准备好信号 DSR-：数据装置准备好信号 RLSD-：接收线路信号检测信号 RI-：振铃指示信号 OUT1-：由用户编程指定的输出端 OUT2-：与OUT1一样，可以由用户 编程指定（PC用）
第二部分
PC 微机异步通信适配器的分析和使用
一、PC中的UART
1.INS8250
2.PC16450/PC16550 带16字节的发送缓冲器和14字节的接收缓冲器 FIFO
我 的 电 脑 中 串 口 配 置
3.端口基地址,硬件中断请求号，中断向量： COM1: 3F8H，4，0C COM2: 2F8H, 3, 0B 当加入其他的串口卡后，其地址一般为
ERROR:
MOV DX，3F8H
IN AL，DX ；接收一个字节
2. 中断方式
以查询方式发送数据，以中断方式接收数据， INISIR：MOV DX，3FBH MOV AL，80H OUT DX，AL ；置DLAB=1 MOV DX，3F8H MOV AL，0CH OUT DX，AL MOV DX，3F9H MOV AL，0 ；置除数为000CH，规定波特 率为9600波特 OUT DX，AL
串行接口及串行通信技术
串行接口及串行通信技术难点•串行通信的四种工作方式要求掌握：•串行通信的操纵寄存器•串行通信的工作方式0与方式1熟悉：•串行通信的基础知识•串行通信的工作方式2与方式39.1 串行通信的基础知识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。
所谓数据转换就是指单片机在同意数据时，如何把接收到的串行数据转化为并行数据，单片机在发送数据时，如何把并行数据转换为串行数据进行发送。
9.1.1 数据传送单片机的串行通信使用的是异步串行通信，所谓异步就是指发送端与接收端使用的不是同一个时钟。
异步串行通信通常以字符（或者者字节）为单位构成字符帧传送。
字符帧由发送端一帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。
1. 字符帧的帧格式字符帧由四部分构成，分别是起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。
如图9.1所示：1）起始位：位于字符帧的开头，只占一位，始终位逻辑低电平，表示发送端开始发送一帧数据。
2）数据位：紧跟起始位后，可取5、6、7、8位，低位在前，高位在后。
3）奇偶校验位：占一位，用于对字符传送作正确性检查，因此奇偶校验位是可选择的，共有三种可能，即奇偶校验、偶校验与无校验，由用户根据需要选定。
4）停止位：末尾，为逻辑“1”高电平，可取1、1.5、2位，表示一帧字符传送完毕。
图9.1 字符帧格式异步串行通信的字符帧能够是连续的，也能够是断续的。
连续的异步串行通信，是在一个字符格式的停止位之后立即发送下一个字符的起始位，开始一个新的字符的传送，即帧与帧之间是连续的。
而断续的异步串行通信，则是在一帧结束之后不一定接着传送下一个字符，不传送时维持数据线的高电平状态，使数据线处于空闲。
其后，新的字符传送可在任何时候开始，并不要求整倍数的位时间。
2. 传送的速率串行通信的速率用波特率来表示，所谓波特率就是指一秒钟传送数据位的个数。
每秒钟传送一个数据位就是1波特。
NEW第八章 串行通信接口技术
(3)数据总线缓冲器 数据总线缓冲器是CPU与8251A之间的数据接口。 包含3个8位的缓冲寄存器： 两个寄存器分别用来存放CPU向8251A读取的数 据或状态信息。 一个寄存器用来存放CPU向8251A写入的数据或 控制信息。
(4)读/写控制电路
接收写信号 WR ，并将来自数据总线的数据和控制 字写入8251A； 接收读信号 RD ，并将数据或状态字从8251A送往数 据总线； 接收控制/数据信号C/ D ，高电平时为控制字或状 态字；低电平时为数据。 接收时钟信号CLK完成8251A的内部定时； 接收复位信号RESET，使8251A处于空闲状态。 (5)调制/解调控制电路 调制解调控制电路用来简化8251A和调制解调 器的连接。
DSR＃：数据装置准备好，(即MODEM准备好)
DTR＃和DSR＃也可用做数据终端设备与数据通 信设备间的联络信号，例如应答数据接收
RS-232C的引脚（4）
CD （DCD） ：载波检测
表示MODEM已与电话线路连接好。 当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时， 该引脚向数据终端设备提供有效信号
异步方式：在RXD线上检测低电平，将检测到的低电平作为 起始位， 8251A开始进行采样，完成字符装配，并进行奇偶校 验和去掉停止位，变成了并行数据后，送到数据输入寄存器， 同时发出RXRDY信号送CPU，表示已经收到一个可用的数据。 同步方式：首先搜索同步字符。8251A监测RXD线，每当RXD 线上出现一个数据位时，接收下来并送入移位寄存器移位，与 同步字符寄存器的内容进行比较，如果两者不相等，则接收下 一位数据，并且重复上述比较过程。当两个寄存器的内容比较 相等时，8251A的SYNDET升为高电平，表示同步字符已经找到， 同步已经实现。
8串行通信及串行接口技术
fosc/12
01
方式1
10位UART
可变（定时器控制）
10
方式2
11位UART
fosc/64 、fosc/32
11
方式3
11位UART
可变（定时器控制）
8
? SM2 ：多机通信控制位 *
主要用于方式 2和方式3。当串行口以方式 2和方式3 接收数据时：
? SM2=1 ，则只有在接收到的第 9位数据(RB8) 为1时 才将接收到的前 8位数据送入 SBUF ，并置位RI 产生中 断请求；否则将接收到的前 8位数据丢弃。
? SM2=0 ，则不论第 9位数据是0还是1，都将前8位 数据装入SBUF 中，并产生中断请求。在方式 0，SM2
必须为 0 。
? REN ：允许接收控制位
? REN=0 时禁止串行口接收。
? REN=1 时允许串行口接收。
? 该位由软件置位或复位。
9
? TB8 ：发送数据位 *
? 在方式2或方式3时，TB8 是发送数据的第9位，根据发送数 据的需要由软件置位或复位。
? 可以是约定的地址/数据标志位，可根据RB8 被置位的情况 对接收到的数据进行某种判断。在多机通信时，若RB8=1 ， 说明收到的数据为地址帧；RB8=0 ，说明收到的数据为数据 帧。在方式1下，若SM2=0 ，则RB8 用于存放接收到的停止 位方式；方式0下，该位未用。
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? TI ：发送中断标志位 ? 用于指示一帧数据发送完否。 ? 方式0下，发送电路发送完第8位数据时，TI由硬件置位。 ? 其他方式下，TI在发送电路开始发送停止位时置位，这就 是说：TI 在发送前必须由软件复位，发送完一帧后由硬件置 位。因此，CPU查询TI 状态便可知一帧信息是否已发送完毕。
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电话线
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RI：振铃指示 GND：信号地
为所有的信号提供一个公共的参考电平 当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引 脚信号作为电话铃响的指示、保持有效
RS-232C的引脚（5）
保护地（机壳地）
起屏蔽保护作用的接地端，一般应参照设备的 使用规定，连接到设备的外壳或大地 控制数据终端发送串行数据的时钟信号 控制数据终端接收串行数据的时钟信号
数据传输速率
比特率（Bit Rate）
每秒传输的二进制位数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
表示每秒钟传送的符号数。 若每个符号所含信息量等于1比特,则波特率等于 比特率.
波特率（Baud Rate）
过去，串行异步通信的数据传输速率限制在 50 bps到9600 bps之间。现在，可以达到 115200 bps或更高
串行通信：分为同步通信(SYNC)与异步通 信（ASYNC）两种方式。 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
异步通信
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 串行通信时的数据、控制和状态信息都使用同一根 信号线传送 传送一个字符的信息格式：规定有起始位、数据位、 奇偶校验位、停止位等
第8章 计算机串行通信技术
本章重点： 1、串行通信基础知识 2、可编程接口芯片8251及其应用
1、串行通信基础知识
数据通信的基本方式: 并行通信与串行通信
并行通信：指利用多条数据传输线将一个数据的各 位同时传送。 特点：传输速度快，适用于短距离通信。
串行通信：指利用一条传输线将数据一位位地顺序 传送。 特点：通信线路简单，利用电话或电报线路就可实 现通信，降低成本，适用于远距离通信，但传输速 度慢。
起止式异步通信协议
字符 数据位
起始位 1 0 0/1 0/1 低位
校验位 停止位 空闲位 0/1 0/1 1 1 高位 1
…
数据位 —— 数据位紧跟着起始位传送。 起始位 —— 每个字符开始传送的标志， 校验位 —— 用于校验是否传送正确；可 停止位 —— 表示该字符传送结束。停止 空闲位 —— 传送字符之间的逻辑 1 电平， 由 5 ～ 8 个二进制位组成，低位先传送 起始位采用逻辑 0电平 1、1.5或2位 选择奇检验、偶校验或不传送校验位 位采用逻辑 1 电平，可选择 表示没有进行传送
RS-232C的引脚定义
232C接口标准使用一个25针连接器 绝大多数设备只使用其中9个信号，所以就 有了9针连接器 232C包括两个信道：主信道和次信道
次信道为辅助串行通道提供数据控制和通道， 但其传输速率比主信道要低得多，其他跟主信 道相同，通常较少使用
RS-232C的引脚（1）
TxD：发送数据
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
1962年公布，1969年修订 1987年1月正式改名为EIA-232D
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物理层
串行数据的发送端 输出，发送数据到MODEM。
串行数据的接收端 输入，接收数据到计算机或终端。
RxD：接收数据
RS-232C的引脚（2）
RTS＃：请求发送
当数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效的 RTS#信号，用于通知数据通信设备准备接收数据 当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传送数 据时，发出CTS#有效信号来响应RTS#信号
传输制式
全双工 半双工
站A 站B
站A
站B
ห้องสมุดไป่ตู้
单工
站A
站B
在计算机串行通讯中主要使用半双工和全双工方式。
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 将模拟信号转换为数字信号
解调（Demodulating）
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
TxC：发送器时钟
RxC：接收器时钟
RS-232C的连接
微机利用232C接口连接调制解调器，用于 实现通过电话线路的远距离通信
图 调制与解调示意图
连接调制解调器
微机 MODEM MODEM 微机
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发送数据TxD 接收数据RxD 请求发送RTS 允许发送CTS 数据装置准备好DSR 信号地GND 载波检测CD 数据终端准备好DTR 振铃指示RI
CTS＃：清除发送（允许发送）
RTS＃和CTS＃是数据终端设备与数据通信设备 间一对用于数据发送的联络信号
RS-232C的引脚（3）
DTR＃：数据终端准备好
通常当数据终端设备一加电，该信号就有效，表明数 据终端设备准备就绪 通常表示数据通信设备已接通电源连到通信线路上， 并处在数据传输方式
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
~ ~ 数据 数据 数据 校验字符
同步字符
~ ~
同步通信
同步通信的规程
面向比特(bit)型规程 现代计算机网络大多采用面向比特(bit)型规程 最典型的是高级数据链路控制协议HDLC 面向字符型规程 在这种控制规程下，发送端与接收端采用交互应 答式进行通信。 最典型的是IBM公司的二进制同步控制规程(BSC 规程)。
DSR＃：数据装置准备好，(即MODEM准备好)
DTR＃和DSR＃也可用做数据终端设备与数据通 信设备间的联络信号，例如应答数据接收
RS-232C的引脚（4）
CD （DCD） ：载波检测
表示MODEM已与电话线路连接好。 当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时， 该引脚向数据终端设备提供有效信号