第5章 数字量输入输出_串行接口_01

ASK (又称为调幅)
用载波信号的不同幅度代表‘1’和‘0’
FSK (又称为调频)
用载波信号的不同频率代表‘1’和‘0’
PSK (又称为调相)
用载波信号的相位变化代表‘1’和 ‘0’(有变化为’1’)
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异步通信格式
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
5.6 串行输入输出接口
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1 串行通信基本概念
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
每个时间单位仅传送一位信息； 每个字符(字节)的各位依次传送。
优点：
传输线少，成本低，传输距离远
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
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异步通信及其协议
异步通信以一个字符为传输单位，通信
中两个字符间的时间间隔是不固定的， 然而在同一个字符中的两个相邻位代码 间的时间间隔是固定的。
通信协议（通信规程）：是通信双方约 定的一些规则。
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，
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数据传输速率
数据传输速率也称比特率（Bit Rate）
每秒传输的二进制位数bps
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
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）
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
PC系列机上有两个串行异步通信接口、键盘、鼠
标器与主机间采用串行数据传送
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1.1 串行通信方式
分为同步通信(SYNC)与异步通信 （ASYNC）两种方式。
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同步串行通信及其规程
同步通信以一个帧为传输单位，每个帧
中包含有多个字符。在通信过程中，每 个字符间的时间间隔是相等的，而且每 个字符中各相邻位代码间的时间间隔也 是固定的。
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同步通信的规程
面向比特(bit)型规程：以二进制位作为信息单 位。现代计算机网络大多采用此类规程。最典 型的是HDLC(高级数据链路控制)通信规程。
面向字符型规程：以字符作为信息单位。字符 是EBCD码或ASCII码。最典型的是IBM公司的 二进制同步控制规程(BSC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。
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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
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串行通信的工作方式
单工
发送器
接收器
半双工 发送器/接收器
发送器/接收器
全双工 发送器/接收器
发送器/接收器
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调制与解调
远距离通信时需要通过普通电话网络传输
数字信号：频带宽
电话网络：频带窄
要使数字信号在电话网络上传输，需要进行信号变 换—把数字信号承载到模拟信号上传输，这个模拟 信号称为载波信号。
帧格式错
溢出错
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串行接口标准
串行接口标准：指的是计算机或终端(数 据终端设备DTE)的串行接口电路与调制 解调器MODEM等(数据通信设备DCE)之 间的连接标准。
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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
停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、 1.5位、2位的高电平。
空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数 据传送。
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传输错误:
奇偶校验错
奇偶校验： 以字符为单位进行校验 发送方使发送的每个字节中’1’的个数为奇数或偶数；接收 方检查收到的每个字节中’1’的个数是否符合双方的事先约 定。 奇偶校验可以检查出一个字节中发生的单个错误。 奇偶校验不能自动纠错，发现错误后需“重传”。
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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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，其中各位的意义如
调制—把数字信号承载到载波信号上
解调—从载波信号中恢复出数字信号
调制解调器：实现调制与解调的设备
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三种调制方式
根据载波 Asin(t + )的三个参数：幅度、频率、相位，
产生常用的三种调制技术：
幅移键控法 Amplitude-Shift Keying (ASK) 频移键控法 Frequency-Shift Keying (FSK) 相移键控法 Phase-Shift Keying (PSK)
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最低层：物理层
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下：
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起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的 开始。
数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、 5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从 最低位开始传送，靠时钟定位。
奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数 应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传 送的正确性。