七章串行通信接口

1200＊16＝19200（时钟频率）→若外部时钟电路 的频率F＝1MHz，需用8253分频，试计算分频系 数（8253的计数初值）＝？ 8253计数初值＝时钟频率／(波特率＊波特率因子)
8250
外部的 时钟电路
1MHz
8253 CLK OUT
19.2KHz
÷1，÷ 16，…
N分频
移位脉冲
三、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，
数据（62H）
0
1
1
0
0
0
1
0
MSB
LSB
同步传输先发送高位(MSB)
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异步通信的时钟定时方法
发送方利用发送时钟来决定发送每个位的时刻
接收方检测起始位的下降沿，并用它来同步接收时 钟，然后利用接收时钟从每一位的中间接收该位
接收/发送 时钟
数据 （62H）
0010001
LSB
异步传输先发送低位(LSB)
同步传输用一个时钟脉冲确定一个数据位, 异步 传输用多个时钟脉冲确定一个数据位(如16个) 同步传输以数据块(当作“位流”看待)为单位传 输，异步传输以字符为单位传输，但都称为帧 (Frame)
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同步通信的时钟定时方法
发送方在时钟信号的下降沿发送字节 接收方在时钟信号的上升沿接收字节
时钟
（发送时钟与接收 时钟完全同步）
一个单字节检验和附加到数据块未尾。
1101001 0
0100000 1
1010101 1111001
0
奇偶位
1
1100001 1
0000100 1
四、传输速率
1. 波特率： 是指在串行通信中，在基本波传输的情况下，
每秒钟传送的二进制脉冲的数目。 用波特率表示：即1波特=bit/s （位/秒）
常用的标准波特率：110，300，1K，1.2K，2.4K，
f1 f2
“1”对应“f2”
0度
(3)调相（PM）
PM
即载波初始相位随基带数字信号
而变化.
“ 0”对应相位0度
“1”对应相位180度
11
180度
4. 发送时钟和接收时钟
CLK(主时钟)
数据输入寄存器 输入移位寄存器
RxC
接收时钟
÷1，÷16，÷32 数据输出寄存器
TxC
发送时钟
输出移位寄存器 ÷1，÷16，÷32
4.8K，9.6K，19.2K，56K
2.字符速率： 是指每秒所传输的字符数，这个概念使用少。 字符速率与波特率的关系：
1个字符：1个起始位+8个数据位+1个偶数位+2个终止 位=12位
如果波特率：12000 则字符速率：12000/12=1000字符/s
§7.5.3 串行通信的数据格式
通信协议： 是指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、检纠错方式等问题作出统一规定。也 称通信控制规程。
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。
面向字符（character Oriented）
起始位
1 0 0/1 1 1
MSB
停止位
奇偶 校验位
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异步通信时数据位的检测 发送/接收时钟周期：Tc，数据位间隔：Td Tc = Td / K， 其中K称为波特率因子（16，32，64）
RxD （串行数据输入） 输入移位脉冲
TxD （串行数据输出）
输出移位脉冲
5. 波特率因子
F（时钟频率）＝波特率因子＊波特率
波特率因子: 数据传输率（波特率）与时钟频率之间的 比例系数. 给定时钟频率，选择不同的波特率因子可得到不同的 波特率。
例如：f = 19.2 kHz，若选波特率因子为16，则波特 率为1200 bps。 若选定波特率因子和波特率，则相应的确定了对时钟 频率的要求。
二、面向字符的同步通信格式 1.功能：
是一次传送若干个字符组成的数据块，并且规定了10个特殊 字符作为这个数据块的开头与结束标志以及整个传输过程的控 制信息。 2.数据格式（一帧）
SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块校验
同步通信与异步通信
所有串行通信都需要一个时钟信号来作为 数据的定时参考。发送器和接收器用时钟 来决定何时发送和读取每一个数据位。 根据传输时采用的是统一时钟还是本地局 部时钟，分为同步传输和异步传输两种。
数字信号
10 10 10 10
计算机
MODEM
模拟信号 1010
数字信号
MODEM
CRT
图7.5.3 调制电话线
1. 什么叫调制?
所调调制就是进行波形变换。或者说进行频谱变换，就 是将基带数字信号的频谱变换成适合于在模拟信道中传输的 频谱。
2. 作用:
调制器(Modulator)是一个波形变换器,它将基带 数字的波形变换成适合于模拟信道传输的波形。
二、信号的调制和解调
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，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。
因此需要对二进制信号进行调制，以适合在电话网上传输 相应的音频信号，在接收时，需要进行解调，还原成数字信号。
这直接影响通信系统的可靠性，对通信中的检/纠错能力是衡量 一个通信系统的重要内容。
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 例：奇偶校验检错
方阵码检错 循环冗余码（CRC）检错 方阵码检错技术： 采用奇偶校验与“检验和”的综合。 ①7位编码后附加1位奇偶位。
②若干个字符组成一个数据块列成方阵，列向按位 相加产生
解调器是一个波形识别器,将模拟信号恢复成原来的数 字信号。
010010 调制器
010010 解调器
3. 调制方法:
最基本的调制方法有以下几种：
（1）调幅（AM）
即载波的振幅随基带数字信号而变化.
“1”对应有载波
“0” 对应无载波
AM
0100
（2）调频（FM）
即载波频率随数字信号而变化 FM
“0”对应”f1”
同步协议 面向比特（Bit）
wenku.baidu.com分类
面向字节计数
异步协议
一、起止式异步通信数据格式 1.格式
①每个字符总是以起始位开始（“0”），以停止位（“1”）结 束。
②字符之间没有时间间隔要求
③字符后一位校验位（可没有）
10100 0101 空
起始位
停 止
闲 位
0
数据位
位
低
高 校验位
应用：早期电传机
10001
2.特点：是一个字符一个字符传输