第八章-串行通信及接口电路

第八章 串行通信及接口电路
串行通信的基本概念 可编程串行通信接口芯片8251A 串行接口标准RS-232C 作业
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第一节 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。
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主要引脚
RxC(Receiver Clock):接收时钟，输入。 RxD：接收器数据信号，字符在这条线上串行地被接收，在
接收器中转换为并行的数据。 TxC(Transmitter Clock):发送时钟，输入 TxD：发送器数据信号，由CPU送来的并行字符在这条线上
被串行地发送。
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二、串行通信协议－同步通信协议
图8-5 面向字符型同步通信数据格式 a)单同步 b)双同步 c)外同步
图8-6 面向比特型的数据格式
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三、串行通信的传输速率
数据传输速率也称比特率（Bit Rate） 每秒传输的二进制位数bps
当进行二进制数码传输，且每位时间长度相等时， 比特率还等于波特率（Baud Rate）。
在中断方式时，RxRDY可用来作为中断请求信号； 在查询方式时，RxRDY可用来作为联络信号。
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主要引脚
TxRDY(Transmitter Ready)—发送器准备好信号 用来告诉CPU，8251A已准备好发送一个字符。实际
使用时，可采用中断方式联系，也可采用查询方式联系。
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主要引脚
可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机。
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一、RS-232C标准
232C接口采用EIA电平
高电平为＋5V～＋15V 低电平为－5V～－15V 实际常用±12V或±15V RS-232C采用负电平逻辑
标准TTL电平
高电平：＋2.4V～＋5V 低电平：0V～0.4V
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相互转换
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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、鼠标与主机间采用串行数据传送。
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一、串行通信的数据传送－数据传送方式
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一、串行通信的数据传送－信号的调制和解调
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二、串行通信协议－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。
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主要引脚
RTS(Request To Send)—请求发送信号，是8251A送往外设的， CPU可以通过编程命令使其变为有效电平，以表示CPU已经 准备好发送。
CTS(Clear To Send)—清除请求发送信号，是对RTS的响应信 号，它是由外设送往8251A的。当为低电平时，8251A才能 执行发送操作。
三、8251A的编程
在用8251A传送数据之前必须对它进行初始化 编程，确定它的具体工作方式。
工作方式控制字 命令控制字 状态字 初始化编程
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例子
工作方式控制字 命令控制字
➢ 8251A工作于异步方式，波特率系数为64，字符总 长度为11位（7位数据位，2位停止位，偶校验）， 操作命令使接收允许，错误位复位。设8251A端口 地址为FEH，其初始化程序为：
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主要引脚
DTR (Data Terminal Ready)—数据终端准备好信号，由8251A 送往外设的，CPU通过命令可以使DTR变为低电平即有效电 平，从而通知外部设备，CPU当前已经准备就绪。
DSR (Data Set Ready)—数据设备准备好信号，是外设送往 8251A的，它用来表示当前外设已经准备好。
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。
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。
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起止式异步通信协议
起始位
字符 数据位
1 0 0/1 0/1 …
校验位停止位 空闲位 0/1 0/1 1 1 1
低位
TTL和RS-232C之间的电平转换电路
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RS-232C的引脚
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。
SYNDET／BRKDET(SYNchronous DETect／ BReaK DETect)：同步检测／断点检测，输出 ／输入，高电平有效。只用于同步方式。
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主要引脚
TxE(Transmitter Empty)—发送器空信号 用来表示8251A发送器中并行到串行转换器空，
它实际上表示了一个发送动作的完成。
高位
起 起数 由校 选停位空表始始5据择验采止～示闲位位位奇位用8位没位采—个—检—逻—有—用—二—验—辑—进—逻每进数、用1表行传辑电制个偶据于传示送0平位字校电位校送该字，组符验平紧验符字可成开或跟是之符选，不始着否间传择低传传起传的送1位送送、始送逻结先校的1位正辑.束传5验标传或1确送。位电志2送；停位平，。可止，
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。
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第二节 可编程串行通信接口芯片8251A
➢ 8251A的内部结构 ➢ 8251A芯片的引脚 ➢ 8251A的编程
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一、8251A的内部结构
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二、8251A芯片的引脚
MOV AL，11111011B ；送方式选择控制字 OUT 0FEH，AL
MOV AL，00010101B ；送命令控制字 OUT 0FEH，AL
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第三节 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
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。
8251A与CPU及外设的接口图
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主要引脚
C／D(Command/Data)：控制/数据端口选择信 号，用来区分当前读写的是数据还是控制信 息或状态信息。
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主要引脚
RxRDY（Receiver Ready）:接收器准备好信号，用 来表示当前8251A已经从外部设备或调制解调器接 收到一个字符，正等待CPU取走。