第11章 串行通信接口

第11章串行通信接口

串行通信是微机和外部设备交换信息的方式之一。所谓串行通信是通过一位一位地进行数据传输来实现通信。与并行通信相比，串行通信具有传输线少，成本低等优点，适合远距离传送。缺点是速度慢，若并行传送n位数据需时间T，则串行传送的时间最少为nT。在实际传输中，是通过一对导线传送信息。在传输中每一位数据都占据一个固定的时间长度。

§11.1 串行通信基础

串行通信分为2种类型：一种是同步通信方式，另一种是异步通信方式。

1、异步通信

异步通信的特点是：字符是一帧一帧的传送，每一帧字符的传送靠起始位来同步。在数据传输过程中，传输线上允许有空字符。所谓异步通信，是指通信中两个字符的时间间隔是不固定的，而在同一字符中的两个相邻代码间的时间间隔是固定的通信。异步通信中发送方和接收方的时钟频率也不要求完全一样，但不能超过一定的允许范围，异步传输时的数据格式如图所示。

异步通信字符格式

字符的前面是一位起始位(低电平)，之后跟着5～8位的数据位，低位在前、高位在后。数据位后是奇、偶校验位，最后是停止位(高电平)。是否要奇、偶校验位，以及停止位设定的位数是1，1.5位或2位都由初始化时设置异步方式字来决定。

2、同步通信

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同步通信方式的特点是：由一个统一的时钟控制发送方和接收方，若干字符组成一个信息组，字符要一个接着一个传送；没有字符时，也要发送专用的“空闲”字符或者是同步字符，因为同步传输时，要求必须连续传送字符，每个字符的位数要相同，中间不允许有间隔。同步传输的特征是：在每组信息的开始(常称为帧头)要加上l－2个同步字符，后面跟着8位的字符数据。同步通信的数据格式如图所示。

同步字符1

同步

字符2

数据结束标志

同步通信字符格式

传送时每个字符的后面是否要奇、偶校验，由初始化时设同步方式字决定。

3、传输制式

串行通信中的工作方式分为：单工通信方式、半双工通信方式和全双工通信方式。

(1) 单工工作方式

在这种方式下，传输的线路用一根线连接，通信的一端连接发送器，另一端连接接收器，即形成单向连接，只允许数据按照一个固定的方向传送，如下图(a)所示。即数据只能从A站点传送到B站点，而不能由B站点传送到A站点。单工通信类似无线电广播，电台发送信号，收音机接收信号。收音机永远不能发送信号。

(2) 半双工工作方式

如果在传输的过程中依然用一根线连接，这样在某一个时刻，只能进行发送，或只能进行接收。由于是一根线连接，发送和接收不可能同时进行，这种传输方式称为半双工工作方式，如下图(b)所示。半双工通信工方式类似对讲机，某时刻A方发送B方接收，另一时刻B方发送A方接收，双方不能同时进行发送和接收。

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(3) 全双工工作方式

对于相互通信的双方，都可以是接收器也都可以是发送器。分别用2根独立的传输线(一般是双绞线，或同轴电缆)来连接发送信号和接收信号，这样发送方和接收方可同时进行工作，称为全双工的工作方式，如下图(c)所示。全双工通信工方式类似电话机，双方可以同时进行发送和接收。

(a)

(b)

(c)

串行通信工作方式

4、调制解调器

计算机对数字信号的通信，要求传输线的频带很宽，但在实际的长距离传输中，

通常是利用电话线来传输，电话线的频带一般都比较窄。为保证信息传输的正确，都普遍采用调制解调器(modem)来实现远距离的信息传输，现在还有很多家庭上网仍使用modem 连接。

调制解调器，顾名思义主要是完成调制和解调的功能。经过调制器(modulator)可把数字信号转换为模拟信号，经过解调器(demodulator)把模拟信号转换为数字信号。现在modem 的数据传输速率理论值可达72Kb/s ，而实际速率仅为33.6Kb/s 。

将数字信号调制为模拟信号有3种方法：移频键控FSK ，移相键控PSK 和振幅键控ASK 。信号调制不是数字量与模拟量的转换，前者要利用载波信号。载波就是用于传输数据的模拟波形信号，没有载波将无法传输数据。

§11.2 串行接口标准RS －232C

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一、RS －232C 的引脚定义

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二、RS －232C 的连接

三、RS－232C的电气特性

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