串行通信基础知识
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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 次信道传输速率比主信道要低得多，其他跟主信道相同，较少使用
DB-25型和DB-9型连接器
RS-232C的信号线定义
TxD：串行数据的发送端 RxD：串行数据的接收端
(1)起止式异步通信数据格式
➢ 若干位表示一个字符 ➢ 以字符为单位，形成一个完整信息帧 ➢ 传送字符的时间是随机的 ➢ 收发双方帧格式必须相同 ➢ 收发双方波特率必须相同
(2)同步通信数据格式
(a) 同步字符 数据块 CRC1 CRC2
单同步格式
(b) 同步字符1 同步字符2 数据块 CRC1 CRC2 双同步格式
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
CTS：清除发送（允许发送）
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
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
2.半双工（Half Duplex） 使用同一根传输线，既可发送数据又可接收数据，但不能同时收送数据，这样的
传送方式就是半双工（Half Duplex）制。
A站 发送器 接收器
B站 发送器 接收器
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
二、串行通信传输的工作方式（制式）Байду номын сангаас1.全双工(Full Duplex）
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。
A站
发送器
B站
接收器
接收器
发送器
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
➢ 收发双方的数据必须保持位同步
➢ 收发双方必须用时钟同步
七、串行通信接口标准
1、EIA-RS-232C接口标准
RS-232C标准是美国EIA（电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的，1969年 公布的通信协议。 设计目的是用于连接调制解调器。 数据终端设备DTE与数据通信设备DCE的标准接口。 可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机。
三、信息的检错与纠错
检错：如何发现传输中的错误，称为检错。 纠错：如何消除错误，称为纠错
➢错误检测只在接收方进行； ➢异步串行通信中常见错误：奇偶校验错、溢出错、帧格式错。
四、信号的调制与解调
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，电话网是为音频模拟信号的设计的。一般为300～3400Hz，不适 合于数字信号。 调制（Modulating）
RS-232C信号线的使用
（1）使用MODEM,并通过交换式电话系统的电话线进行长距离通信.
微机
2 3 4 5 6 7 8 20 22
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
MODEM
2 3 4 5 6 7 8 20 22
电话线
MODEM
2 3 4 5 6 7 8 20 22
DTR：数据终端准备好
表示计算机或终端设备可以使用
DSR：数据通信设备准备好
表示MODEM可使用
DTR和DSR是一对状态线
GND：信号地 RI：振铃指示
调制解调器收到通过交换台送来的通信链路上的呼叫信号
时,该信号有效. CD：载波检测（DCD）
调制解调器接收到由通信链路另一端送来的数据载波信号 时，该信号有效,表示数据链路已接通.
错方式等问题作出统一规定。也称通信控制规程。
面向字符（character Oriented）
分类
同步协议
面向比特（Bit）
异步协议
ISO（Inter national Standard Organization）国际标准化组织。 OSI（Open System Interconnection）开放系统互连参考模型。
2.波特率与发送/接收时钟 ➢ 波特率:每秒传输串行数据的位数，单位是位/秒（bps） ➢ 发送/接收时钟（TxC/RxC） ➢ 波特因子(Factor):发送/接收1位数据所需要的时钟脉冲个数。
发送/接收时钟=波特率x波特因子
为保证通信的正确性，串行通信双方应使用相同的波特率，但发送/接收时钟的频 率可以不同。
标志符 地址符
(c) 01111110
8位
数据块
CRC1
CRC2
标志符 01111110
SDLC格式
标志符 地址符
(d) 01111110
8位
控制符 8位
数据块
CRC1
CRC2
标志符 01111110
HDLC格式
(e)
数据块
CRC1 CRC2 外同步格式
➢ 若干字符组成数据块 ➢ 数据块前附加同步字符或标志符 ➢ 数据块后附加校验字符或标志符
六、串行通信方式与通信协议
1.串行通信的基本方式
➢异步通信方式 以字符为单位传输，字符与字符之间的传输是异步的，而字符内部位与位之
间的传输是同步的。 ➢同步通信方式
以数据块（字符块）为单位传输，不仅要求字符内部位与位之间的传输是同 步的，而且要求字符与字符之间的传输也是同步的。
2.通信协议（protocal） 通信双方的一种约定，包括对数据格式、同步方式，传送速度、传送步骤、检纠
MODEM
计算机
音 ƒ1 频 信 号 ƒ2
被调制数字信号
电话线
电子开关1
-
AV
+
输出
电子开关2
0 1 10 1
0110101
五、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 ➢ 串行通信双方的传输速率要严格一致。 ➢ 数字通信中，传输速率也称为波特率，单位为波特。 ➢ 数据传输速率的控制是通过波特率时钟发生器和设置波特率因子来实现的。
把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号
解调（Demodulating）
将电话线路的模拟信号转换为数字信号
调制解调器MODEM
具有调制和解调功能的器件
频移键控法FSK、幅移键控法ASK、相移键控法PSK
调制与解调示意图
数字信号 10101010
模拟信号 10 10
数字信号 10101010
计算机
MODEM
DB-25型和DB-9型连接器
RS-232C的信号线定义
TxD：串行数据的发送端 RxD：串行数据的接收端
(1)起止式异步通信数据格式
➢ 若干位表示一个字符 ➢ 以字符为单位，形成一个完整信息帧 ➢ 传送字符的时间是随机的 ➢ 收发双方帧格式必须相同 ➢ 收发双方波特率必须相同
(2)同步通信数据格式
(a) 同步字符 数据块 CRC1 CRC2
单同步格式
(b) 同步字符1 同步字符2 数据块 CRC1 CRC2 双同步格式
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
CTS：清除发送（允许发送）
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
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
2.半双工（Half Duplex） 使用同一根传输线，既可发送数据又可接收数据，但不能同时收送数据，这样的
传送方式就是半双工（Half Duplex）制。
A站 发送器 接收器
B站 发送器 接收器
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
二、串行通信传输的工作方式（制式）Байду номын сангаас1.全双工(Full Duplex）
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。
A站
发送器
B站
接收器
接收器
发送器
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
➢ 收发双方的数据必须保持位同步
➢ 收发双方必须用时钟同步
七、串行通信接口标准
1、EIA-RS-232C接口标准
RS-232C标准是美国EIA（电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的，1969年 公布的通信协议。 设计目的是用于连接调制解调器。 数据终端设备DTE与数据通信设备DCE的标准接口。 可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机。
三、信息的检错与纠错
检错：如何发现传输中的错误，称为检错。 纠错：如何消除错误，称为纠错
➢错误检测只在接收方进行； ➢异步串行通信中常见错误：奇偶校验错、溢出错、帧格式错。
四、信号的调制与解调
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，电话网是为音频模拟信号的设计的。一般为300～3400Hz，不适 合于数字信号。 调制（Modulating）
RS-232C信号线的使用
（1）使用MODEM,并通过交换式电话系统的电话线进行长距离通信.
微机
2 3 4 5 6 7 8 20 22
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
MODEM
2 3 4 5 6 7 8 20 22
电话线
MODEM
2 3 4 5 6 7 8 20 22
DTR：数据终端准备好
表示计算机或终端设备可以使用
DSR：数据通信设备准备好
表示MODEM可使用
DTR和DSR是一对状态线
GND：信号地 RI：振铃指示
调制解调器收到通过交换台送来的通信链路上的呼叫信号
时,该信号有效. CD：载波检测（DCD）
调制解调器接收到由通信链路另一端送来的数据载波信号 时，该信号有效,表示数据链路已接通.
错方式等问题作出统一规定。也称通信控制规程。
面向字符（character Oriented）
分类
同步协议
面向比特（Bit）
异步协议
ISO（Inter national Standard Organization）国际标准化组织。 OSI（Open System Interconnection）开放系统互连参考模型。
2.波特率与发送/接收时钟 ➢ 波特率:每秒传输串行数据的位数，单位是位/秒（bps） ➢ 发送/接收时钟（TxC/RxC） ➢ 波特因子(Factor):发送/接收1位数据所需要的时钟脉冲个数。
发送/接收时钟=波特率x波特因子
为保证通信的正确性，串行通信双方应使用相同的波特率，但发送/接收时钟的频 率可以不同。
标志符 地址符
(c) 01111110
8位
数据块
CRC1
CRC2
标志符 01111110
SDLC格式
标志符 地址符
(d) 01111110
8位
控制符 8位
数据块
CRC1
CRC2
标志符 01111110
HDLC格式
(e)
数据块
CRC1 CRC2 外同步格式
➢ 若干字符组成数据块 ➢ 数据块前附加同步字符或标志符 ➢ 数据块后附加校验字符或标志符
六、串行通信方式与通信协议
1.串行通信的基本方式
➢异步通信方式 以字符为单位传输，字符与字符之间的传输是异步的，而字符内部位与位之
间的传输是同步的。 ➢同步通信方式
以数据块（字符块）为单位传输，不仅要求字符内部位与位之间的传输是同 步的，而且要求字符与字符之间的传输也是同步的。
2.通信协议（protocal） 通信双方的一种约定，包括对数据格式、同步方式，传送速度、传送步骤、检纠
MODEM
计算机
音 ƒ1 频 信 号 ƒ2
被调制数字信号
电话线
电子开关1
-
AV
+
输出
电子开关2
0 1 10 1
0110101
五、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 ➢ 串行通信双方的传输速率要严格一致。 ➢ 数字通信中，传输速率也称为波特率，单位为波特。 ➢ 数据传输速率的控制是通过波特率时钟发生器和设置波特率因子来实现的。
把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号
解调（Demodulating）
将电话线路的模拟信号转换为数字信号
调制解调器MODEM
具有调制和解调功能的器件
频移键控法FSK、幅移键控法ASK、相移键控法PSK
调制与解调示意图
数字信号 10101010
模拟信号 10 10
数字信号 10101010
计算机
MODEM