第七章通信接口技术.pptx

7.1.1 串行通信和串行接口
一、串行通信基本概念
1．串行通信
串行通信：数据被逐位顺序传送，分为串行同步通 信和串行异步通信。
串行通信是将数据一位一位地传送，它的速度 比并行传送要慢，它适用于主机与外设间距离较远 的场合。串行通信可以在两台微机间进行，也可以 在微机与外设，或是外设与外设间进行，前题是它 们采用相同的串行通信标准，以及波特率、数据格 式等设置相同。不提采用什么标准，单纯提采用相 同的波特率，是不能正确地在两台微机间进行串行 数据传送的。
异步通信时，在字符开始要有起始位，一个字传输的结束 要用间隔位进行字间隔。通常一组数据由多个字符组成，而字 符是若干数码位的集合。本方式一次传送一个字符，若要传送 一批字符，则需要反复调用该方式。各字符出现于数据场中的 相对时间是随意的，没有专门的时钟控制。异步通信的特点： 灵活性好，便于处理实时性强的串行数据；速度低，仅适宜于 中低速率传输。
异步通信：发/收双方可以没有共同的时钟。字符作 为一个独立的信息单元，字符出现在数据流中的时 间是任意的；而每个字符中的各位以固定的时间传 送。因此在同一字符内是同步的，而字符与字符之 间不同步（异步）
一台微机要接入一个串行通信系统，通常采用图7-1所示 的结构。以标有“接口线”的虚线为界分为左右两侧。右侧 为通信系统，数据线路设备DCE是通信线路末端设备， 用于 与用户设备相连。左侧称为数据终端设备DTE属于用户，它 包括微机主机和串行接口板，它们之间通过系统总线相连接。 串行通信接口的标准化就是指DTE与DCE之间的标准化。
在远距离通信时，一般都采用串行通信方式，它 具有需要的通信线少和传送距离远等优点。串行通信 时，要传送的数据或信息必须按一定的格式编码，然 后在单根线上，按一位接一位的先后顺序进行传送， 发送完一个字符后，再发送第二个；接收数据时，每 次从单根线上一位接一位的接收信息，再把它们拼凑 成一个字符，送给CPU作进一步处理。当微机与远程 终端或远距离的中央处理机交换数据时，都采用串行 通信方式。采用串行通信的另一个出发点是，有些外 设，如调制解调器(MODEM)、鼠标器等。本身需要 用串行方式通信。
1
复
2
用
器1复用2 Nhomakorabea器
…… ……
n
n
（d） 多工方式
多工方式下采用的多路复用技术主要有时分复用 TDM和频分复用FDM两种。前者将共用的物理线路分 成若干时间片，轮流为各信号占用，其特点是电路简 单，抗干扰性强；后者利用频率调制原理将要发送的 信号搬移到不同频段后同时或不同时地发送，其特点 是效率高，但电路复杂，抗干扰能力弱。
2．串行通信接口
完成串行通信任务的接口称为串行通信接口。计 算机在处理数据时总是以并行方式进行数据处理，而 外部设备如果是串行通信方式，那么就需要将串行信 息转变为并行信息，而计算机想要将信息传送给外设 也必须将并行数据转换成串行数据。这样就需要一个 转换信息的接口即串行接口。与并行接口相比较，串 行接口应用更为广泛。因此，串行接口和串行通信的 标准化问题比并行接口更为突出和重要。
在计算机串行通讯中主要使用半双工和全双工方式。
4．异步通信和同步通信方式
串行通信可分为两种：一种为同步通信(Asynchronous)； 一种为异步通信(Synchronous)。
同步通信是将所要发送信息组成一个信息组（通常称为 帧），在每帧信息的开始要有同步字符（1～2）个，在数据线 上要保持连续的字符，没有信息时也要填上专用空字符，因为 同步传输不允许在传输一帧信息时出现间隙。同步通信特点： 传送信息量大，数度高，适宜于快速传递，灵活性差。
3．数据传送方式
串行通信时，数据在两个站(或设备)A与B之间 传送，按数据流方向的不同可分为单工、半双工、 全双工和多工等几种传送方式。如图7-2所示。
A 发送器
（a） 单工方式
B 接收器
单工(Simplex)方式只允许数据按一个固定的 方向传送。采用这种方式时，就已经确定了通信双 方中的一方为接收端，另一方为发送端。这种确定 方式是不可以改变的。
A 发送器
B 接收器
接收器
发送器
（c） 双工方式
全双工(Full Duplex)通信是指接口对接收和发送的信息用不同 的通道供信息的发送和接收可同时进行，这就意味着工作于全双 工方式下的串行通信信息的传递要用两条线即发送线、接收线， 如图7-2(c)。采用全双工的系统可以同时发送和接收数据，电话系 统就是一个全双工传输数据的例子。计算机的主机和显示端(它由 带键盘的CRT显示器构成)进行通信时，通常也采用全双工方式， 一方面，键盘上敲入的字符可以送到主机内存，另一方面主机内 存的信息可以送到显示器终端。在键盘上敲入一个字符后，并不 立即显示出来，而是等计算机收到该字符后，再会送给终端，由 终端将该字符显现出来。这样，对主机而言，前一个字符的回送 过程和后一个字符的输入过程是同时进行的，并通过不同的线路 进行传送，即系统工作于全双工方式。
第七章 通信接口技术
§7.1 概述 §7.2 并行接口技术 §7.3 可编程并行接口芯片
Intel 8255A
7.1 概述
计算机与外部的信息交换称为通信(Communication)， 基本的通信方式有两种，一种是并行通信，另一种是 串行通信。
并行通信时，数据各位同时传送。例如CPU通 过8255A与外设交换数据时，就采用并行通信方式。 这种方式传送数据的速度快，但使用的通信线多， 如果要并行传送8位数据，需要用8根数据线，另外 还要加上一些控制信号线，随着传输距离的增加， 通信线成本的增加将成为突出的问题，而且传输的 可靠性随着距离的增加而下降，因此并行通信适用 于近距离传送数据的场合。
A 发送器
B 发送器
接发收送器器
（b） 半双工方式
接收器
半双工(Half Duplex)通信是指信息的发送和接 收要同时公用一条线，在半双工方式中，数据可在 两个设备之间任一个方向传输，但两个设备之间只 有一根传输线，故同一时间内只能在一个方向上传 输数据，不能同时收发，故在通信换向时接口部分 要靠电路转换，如图7-2(b)。无线电对讲机就是半 双工传输的一个例子，一个人在讲话的时候，另一 个人只能听着，因为一端在发送信息时，接收端的 电路是断开的。