可编程串行接口芯片16550PPT课件
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1 （Baud）=1 bit/s
传送一个二进制位所需的时间为位时间,用Td表示。位时间与波特 率的关系是Td=1/B
6.1.2 串行通信基础
2. 发送/接收时钟（Txc /Rxc）
发送数据时数，收据发总发器线 送器在 发送时钟作用下,将“发
送移位寄存器”的数中断据请求
状态 寄存器
控制 寄存器
数据输入寄存器
按位串行移位控 信制 号输出；读
逻辑
接受数据时，接受器写在
ห้องสมุดไป่ตู้输入移位寄存器
接收时钟作用下,对来 自通信线上的串行数据 按位串行移入地 译址 码“接收移 cs 位寄存器”。
输出移位寄存器 数据输出寄存器
联络信号
串行输入 接收时钟 发送时钟 串行输出
6.1.2 串行通信基础
2. 发送/接收时钟（Txc /Rxc） 波特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，以位/ 秒（b/s）表示，也称为数据位率。它是衡量串行通信 速率的重要指标。
第6章 可编程串行接口芯片16550
6.1 串行接口系统概述 6.2 可编程串行接口芯片16550
6.1 串行接口系统概述
串行通信方式用于远程通信。
数据在单条传输线上，一位接一位地按顺序传送 的方式称为串行通信。串行通信主要优点是节省 通信线路，但具有数据传输效率低的特点。因此， 串行通信适合于远距离传送，可以从几米到数千 公里。对于长距离、低速率的通信，串行通信往 往是唯一的选择。
6.1 串行接口系统概述
6.1.1 串行I/O接口 6.1.2 串行通信基础 6.1.3 串行通信协议
6.1.1串行I/O接口
串行通信方式 异步方式 串行异步接口 通用异步收发器 同步方式 串行同步接口 通用同步收发器
6.1.1串行I/O接口
一、串行接口的基本功能
串行接口与输入输出设备之间以串行方式传送数据， 与CPU之间以并行方式传送数据。
⑷ 输入缓冲寄存器：它从输入移位寄存器中接收并行数 据，然后由CPU取走。
⑸ 控制寄存器：它接收CPU送来的控制字，由控制字的 内容，决定通信时的传输方式以及数据格式等。例如采用 异步方式还是同步方式，数据字符的位数，有无奇偶校验， 是奇校验还是偶校验，停止位的位数等参数。
⑹ 状态寄存器：状态寄存器中存放着接口的各种状态信 息，例如输出缓冲区是否空，输入字符是否准备好等。在 通信过程中，当符合某种状态时，接口中的状态检测逻辑 将状态寄存器的相应位置“1”，以便让CPU查询。
⑵ 输出移位寄存器：它接收从输出缓冲器送来的并行 数据，以发送时钟的速率把数据逐位移出，即将并行 数据转换为串行数据输出。
⑶ 输入移位寄存器：它以接收时钟的速率把出现在 串行数据输入线上的数据逐位移入，当数据装满后， 并行送往输入缓冲寄存器，即将串行数据转换成并 行数据。
串行接口的基本结构如下（续）：
经包装后的数据由输出移位寄存器按选定的传 输率逐位移出，变成串行数据发送到串行输出线 上去。
6.1.1串行I/O接口
接 收 过 程
接收控制电路不断地监视串行数据输入线上的电 平，一旦出现持续一个位周期的低电平（异步方式 下），则开始采样有效数据位，并使数据进入输入 移位寄存器。
采样重复进行，直至采样到停止位。
CPU 并行
串行 接口
串行
外部 设备
6.1.1串行I/O接口
串行接口的基本功能如下：
功能1 实现串行和并行数据格式之间的转换。
功能2 实现数据缓冲功能。
功能3 控制功能。接收CPU的命令，输出接口的状 态等。
6.1.1串行I/O接口
二、串行接口的基本结构
串行接口的基本结构如下：
⑴ 输出缓冲寄存器：接收CPU从数据总线上送来的 并行数据，并加以保存。
6.1.1串行I/O接口
发 送
有效数据由CPU写入接口中的输出缓冲寄存器， 再送到输出移位寄存器。
过 同时将状态寄存器中的“发送准备好”位置
程 “1”，并发出中断请求信号（用中断方式时），
表示接口可以接收CPU写入下一个有效数据。
在输出移位寄存器中。由发送控制逻辑对有效 数据进行“包装”，即加上起始位、奇偶校验位 和停止位。
T
2. 半双工（half-duplex）连接 R
接收控制逻辑对接收的数据进行格式检查，若不 正确，则将状态寄存器中的相应位置“1”；若正确， 则将有效数据位并行传送到输入缓冲器。
然后，将状态寄存器中的“接收数据准备好”位
置“1”；若接口处于中断允许状态，则还向CPU 发出中断请求信号。CPU可以通过查询或中断方 式读取输入缓冲寄存器中的有效数据。
6.1.1串行I/O接口
三、串行接口的工作过程
发送 数据
串行接口将CPU送来的并行数据转换成串行数 据，并对有效数据“包装”，即加上起始位、 产生奇偶校验位和停止位，再发送出去。
发送
CPU
串行 接口
外部 设备
接收 数据
接收
串行接口将串行输入的数据转换成并行数据，同样要对有 效数据进行处理（去掉起始位、校验位和停止位）和奇偶 校验，然后等待CPU取走。
收/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率，对于 收/发双方之间数据传输的同步有十分重要的作用。
一般在发送端是由发送时钟的下降沿使送入移位寄存器 的数据串行移位输出。而接收端则是在接收时钟的上升 沿作用下将传输线上的数据逐位打入移位寄存器。
6.1.2 串行通信基础
二、串行通信的连接方式
T
1. 单工（simplex）连接
可用比特率和波特率来表示。
1. 波特率（Baud）
⑴比特率：比特率是指每秒传输的二进制位数，单位为bit/s （ bps）表示。
⑵ 波特率：波特率是指每秒传输的符号数，若每个符号所含的信息 量为1比特，则波特率等于比特率。单位为Baud。
在计算机中,一个符号的含义为高低电平,它们分别代表逻辑1和逻辑 0,所以每个符号所含的信息为1位,因此在计算机通信中,常将比特率 称为波特率,即
接收 过程
9.1 串行接口系统概述 9.1.1串行I/O接口
CPU
数据总线 收发器
控制 信号 逻辑
中断请求 读 写
状态 寄存器
控制 寄存器
数据输入寄存器
输入移位寄存器
输出移位寄存器
地址
译码
cs 数据输出寄存器
外部设备
联络信号
串行输入 接收时钟 发送时钟 串行输出
6.1.2 串行通信基础
一、数据传输率 数据传输率是指单位时间内传输的信息量，
传送一个二进制位所需的时间为位时间,用Td表示。位时间与波特 率的关系是Td=1/B
6.1.2 串行通信基础
2. 发送/接收时钟（Txc /Rxc）
发送数据时数，收据发总发器线 送器在 发送时钟作用下,将“发
送移位寄存器”的数中断据请求
状态 寄存器
控制 寄存器
数据输入寄存器
按位串行移位控 信制 号输出；读
逻辑
接受数据时，接受器写在
ห้องสมุดไป่ตู้输入移位寄存器
接收时钟作用下,对来 自通信线上的串行数据 按位串行移入地 译址 码“接收移 cs 位寄存器”。
输出移位寄存器 数据输出寄存器
联络信号
串行输入 接收时钟 发送时钟 串行输出
6.1.2 串行通信基础
2. 发送/接收时钟（Txc /Rxc） 波特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，以位/ 秒（b/s）表示，也称为数据位率。它是衡量串行通信 速率的重要指标。
第6章 可编程串行接口芯片16550
6.1 串行接口系统概述 6.2 可编程串行接口芯片16550
6.1 串行接口系统概述
串行通信方式用于远程通信。
数据在单条传输线上，一位接一位地按顺序传送 的方式称为串行通信。串行通信主要优点是节省 通信线路，但具有数据传输效率低的特点。因此， 串行通信适合于远距离传送，可以从几米到数千 公里。对于长距离、低速率的通信，串行通信往 往是唯一的选择。
6.1 串行接口系统概述
6.1.1 串行I/O接口 6.1.2 串行通信基础 6.1.3 串行通信协议
6.1.1串行I/O接口
串行通信方式 异步方式 串行异步接口 通用异步收发器 同步方式 串行同步接口 通用同步收发器
6.1.1串行I/O接口
一、串行接口的基本功能
串行接口与输入输出设备之间以串行方式传送数据， 与CPU之间以并行方式传送数据。
⑷ 输入缓冲寄存器：它从输入移位寄存器中接收并行数 据，然后由CPU取走。
⑸ 控制寄存器：它接收CPU送来的控制字，由控制字的 内容，决定通信时的传输方式以及数据格式等。例如采用 异步方式还是同步方式，数据字符的位数，有无奇偶校验， 是奇校验还是偶校验，停止位的位数等参数。
⑹ 状态寄存器：状态寄存器中存放着接口的各种状态信 息，例如输出缓冲区是否空，输入字符是否准备好等。在 通信过程中，当符合某种状态时，接口中的状态检测逻辑 将状态寄存器的相应位置“1”，以便让CPU查询。
⑵ 输出移位寄存器：它接收从输出缓冲器送来的并行 数据，以发送时钟的速率把数据逐位移出，即将并行 数据转换为串行数据输出。
⑶ 输入移位寄存器：它以接收时钟的速率把出现在 串行数据输入线上的数据逐位移入，当数据装满后， 并行送往输入缓冲寄存器，即将串行数据转换成并 行数据。
串行接口的基本结构如下（续）：
经包装后的数据由输出移位寄存器按选定的传 输率逐位移出，变成串行数据发送到串行输出线 上去。
6.1.1串行I/O接口
接 收 过 程
接收控制电路不断地监视串行数据输入线上的电 平，一旦出现持续一个位周期的低电平（异步方式 下），则开始采样有效数据位，并使数据进入输入 移位寄存器。
采样重复进行，直至采样到停止位。
CPU 并行
串行 接口
串行
外部 设备
6.1.1串行I/O接口
串行接口的基本功能如下：
功能1 实现串行和并行数据格式之间的转换。
功能2 实现数据缓冲功能。
功能3 控制功能。接收CPU的命令，输出接口的状 态等。
6.1.1串行I/O接口
二、串行接口的基本结构
串行接口的基本结构如下：
⑴ 输出缓冲寄存器：接收CPU从数据总线上送来的 并行数据，并加以保存。
6.1.1串行I/O接口
发 送
有效数据由CPU写入接口中的输出缓冲寄存器， 再送到输出移位寄存器。
过 同时将状态寄存器中的“发送准备好”位置
程 “1”，并发出中断请求信号（用中断方式时），
表示接口可以接收CPU写入下一个有效数据。
在输出移位寄存器中。由发送控制逻辑对有效 数据进行“包装”，即加上起始位、奇偶校验位 和停止位。
T
2. 半双工（half-duplex）连接 R
接收控制逻辑对接收的数据进行格式检查，若不 正确，则将状态寄存器中的相应位置“1”；若正确， 则将有效数据位并行传送到输入缓冲器。
然后，将状态寄存器中的“接收数据准备好”位
置“1”；若接口处于中断允许状态，则还向CPU 发出中断请求信号。CPU可以通过查询或中断方 式读取输入缓冲寄存器中的有效数据。
6.1.1串行I/O接口
三、串行接口的工作过程
发送 数据
串行接口将CPU送来的并行数据转换成串行数 据，并对有效数据“包装”，即加上起始位、 产生奇偶校验位和停止位，再发送出去。
发送
CPU
串行 接口
外部 设备
接收 数据
接收
串行接口将串行输入的数据转换成并行数据，同样要对有 效数据进行处理（去掉起始位、校验位和停止位）和奇偶 校验，然后等待CPU取走。
收/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率，对于 收/发双方之间数据传输的同步有十分重要的作用。
一般在发送端是由发送时钟的下降沿使送入移位寄存器 的数据串行移位输出。而接收端则是在接收时钟的上升 沿作用下将传输线上的数据逐位打入移位寄存器。
6.1.2 串行通信基础
二、串行通信的连接方式
T
1. 单工（simplex）连接
可用比特率和波特率来表示。
1. 波特率（Baud）
⑴比特率：比特率是指每秒传输的二进制位数，单位为bit/s （ bps）表示。
⑵ 波特率：波特率是指每秒传输的符号数，若每个符号所含的信息 量为1比特，则波特率等于比特率。单位为Baud。
在计算机中,一个符号的含义为高低电平,它们分别代表逻辑1和逻辑 0,所以每个符号所含的信息为1位,因此在计算机通信中,常将比特率 称为波特率,即
接收 过程
9.1 串行接口系统概述 9.1.1串行I/O接口
CPU
数据总线 收发器
控制 信号 逻辑
中断请求 读 写
状态 寄存器
控制 寄存器
数据输入寄存器
输入移位寄存器
输出移位寄存器
地址
译码
cs 数据输出寄存器
外部设备
联络信号
串行输入 接收时钟 发送时钟 串行输出
6.1.2 串行通信基础
一、数据传输率 数据传输率是指单位时间内传输的信息量，