串行接口芯片

2. 传输制式
全双工
站A
站B
半双工
站A
站B
单工
站A
站B
示例
3、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）
校验位停止位 空闲位 0/1 0/1 1 1 1
低位
高位
起 起数 由校 选停位空表始始5据择验采止～示闲位位位奇位用8位没位采—个—检—逻—有—用—二—验—辑—进—逻每进数、用1表行传辑电制个偶据于传示送0平位字校电位校送该字，组符验平紧验符字可成开或跟是之符选，不始着否间传择低传传起传的送1位送送、始送逻结先校的1位正辑.束传5验标传或1确送。位电志2送；停位平，。可止，
检测 RxD
÷
内部
波
异
CLK
特
或
率
门
奇偶检验结果
接收移位寄存器 接收缓冲寄存器
DB
（3）发送器
DB
数据发送缓冲器
（2）接收器
作用：接收器接收在RxD上的串行数据并按规定的 格式转换为并行数据，存放在接收数据缓冲器中。
工作过程：（异步方式）当8251允许接收并准备好接收数据时，监测RxD 端，当检测到起始位（低电平）后，使用16倍率的内部CLK，连续检测8 个0确认。然后按波特率移位、检测RXD，直至停止位。内部删除起始、 奇偶、停止位接收缓冲寄存器后停，止使位R1xR奇D偶Y为位高，向CPU提出中断申请。
（2） 异步通信
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
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
起止式异步通信协议
起始位
字符 数据位
1 0 0/1 0/1 …
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
4. 发送/接收时钟
在异步串行通信中，发送端需要用一定频率的时钟 来决定发送每l位数据所占的时间长度（称为位宽 度），接收端也要用一定频率的时钟来测定每一位 输入数据的位宽度。
（3）异步方式时，数据位仍可在5~8位范围内选用，用1位作为奇偶校 验位或不设置奇偶位。此外，8251A在异步方式下能自动为每个数据增 加1位启动位及1位、1.5位或2位停止位（由初始化程序选择）。
（4）8251A具有奇偶校验、帧校验和溢出校验三种字符数据的校验方 式，校验位的插入、检查和出错标志的Байду номын сангаас立均由芯片自动完成。
5. 串行通信的方式
（1）同步通信 以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附
加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束 同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬
件电路比较复杂 串行同步通信主要应用在网络当中 最常使用高级数据链路控制协议HDLC
~~ ~~
同步字符 数据 数据
数据 校验字符
在进行串行通信时，根据传送的波特率来确定发送 时钟和接收时钟的频率。在异步传送中每发送一位 数据的时间长度由发送时钟决定，每接收一位数据 的时间长度由接收时钟决定，它们和波特率之间有 如下关系：时钟频率=n×波特率
5. 串行通信的方式
串行通信按通信约定的格式分为两种：异步 通信方式和同步通信方式。
11-1-2 信号的调制与解调
调制（Modulating）
把数字信号转换为电话线路传送的模拟信号
解调（Demodulating）
将电话线路的模拟信号转换为数字信号
调制解调器MODEM
具有调制和解调功能的器件合制在一个装置
示例
11-2 可编程串行接口芯片8251A
Intel 8251A是一种通用的同步异步接收／ 发送器（USART）芯片。它作为一种外围 器件，可通过编程选用某一种串行通信技 术 。 8251A 具 有 独 立 的 发 送 器 和 接 收 器．因此，它能够以单工、半双工或全双 工方式进行通信，并且提供一些基本的控 制信号，可以方便地与MODEM连接。
读/ 写 逻辑
调制解 调控制 电路
发送 控制 电路
TxRDY TxE TxC
接收
缓冲器
RxD
接收 控制 电路
RxRDY RxC SYNDET
（1）数据总线缓冲器
数据总线缓冲器是CPU与8251A之间的数据 接口，它包含3个8位缓冲寄存器，其中两个 寄存器分别用来存放CPU从8251A读取的状 态 信 息 或 数 据 ， 一 个 寄 存 器 存 放 CPU 向 8251A写入的控制字或数据。数据总线缓冲 器将8251A的8条数据线D7～D0和CPU的系 统数据总线相连。
（5）8251A能与MODEM直接相连，接收和发送的数据均可存放在各 自的缓冲器中，以便实现全双工通信。
11-2-2 8251A的状 令基态 缓本缓 冲结冲 器器构、接收数据缓冲器、数据/命
1. 8251A的内部结构
数据总
DB
线缓冲
器
发送
缓冲器
TxD
RESET CLK RD WR C/D
CS
DSR DTR CTS RTS
第11章 可编程串行接口芯片8251A
教学重点
串行通信基本概念
8251的内部结构和编程 异步通信程序 异步通信协议和RS232C接口
11-1 基本概念
11-1-1 串行通信的基本概念 1、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 串行通信有以下的特点： 用于通信的线路少，因而在远距离通信时可以极大地降 低成本 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 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
11-2-1 8251A的基本性能
（1）通信初始化程序可以工作在同步通信或异步通信方式。同步方式 下，波特率为0~64Kbps；异步方式下，波特率为0~19.2Kbps。
（2）同步方式时，可设定为内同步或外同步两种做法，同步字符允许 采用单同步字符和双同步字符，由用户选定。数据位可在5~8位之间进 行选择。