《微型计算机通信与接口技术(第二版)》第4章.ppt

第4章串行通信总线标准及接口技术 4 1串行通信概述 4 1 1串行通信基本概念 1 什么是串行通信 所谓 串行通信 是指外设和计算机间使用一根数据信号线 另外需要地线 可能还需要控制线 数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输 每一位数据都占据一个固定的时间长度 这种通信方式使用的数据线少 在远距离通信中可以节约通信成本 当然 其传输速度比并行传输慢 由于CPU与接口之间按并行方式传输 接口与外设之间按串行方式传输 因此 在串行接口中 必须要有 接收移位寄存器 串 并 和 发送移位寄存器 并 串 4 1 1串行通信基本概念 2 发送时钟和接收时钟 发送时钟用来控制串行数据的发送 数据发送过程是 把并行的数据序列送入移位寄存器 然后通过移位寄存器 由发送时钟触发进行移位输出 数据位的时间间隔取决于发送时钟周期 接收时钟用来控制串行数据的接收 数据接收过程是 把由传输线送来的串行数据序列 用接收时钟作为输入移位寄存器的触发脉冲 逐位打入移位寄存器 最后装配成并行数据序列 3 传输速率 在并行通信中 传送速率是以每秒钟传送多少字节 B S 来表示的 而在串行通信中 是用每秒钟传送数据的位数 b s 即波特率来表示的 4 1 2串行通信方式 1 异步通信异步通信方式是以字符为单位进行传输 2 同步通信 同步通信是利用编码机制把时钟信息和数据放在一起发送给接收端 以保证每一位的正确性 但这种同步方式没有办法来区分字符之间的界限 使接收端能从一个二进制位串中提取出正确的字符信息 3 面向字符型的传输控制规程 1 什么是面向字符型控制规程以字符作为传输信息的基本单位 并把若干个字符组成一个信息块 即数据帧 一起发送 利用一些特殊的定义符来界定帧的起始和结束 分隔不同的段和控制整个信息的交换过程 数据传输时编码字符的排列形式称报文格式 一般传输线上传输的信息分为两类 一类是信息报文 另一类是监控报文 2 面向字符型控制规程的信息帧格式 信息报文的帧格式 其帧格式如下 SYNSYNSOH报文头STX正文ETX校验码EOT 1 确认 ACK 控制序列SYNSYNDLEACK 2 否认 NAK 控制序列SYNSYNDLENAK 3 询问 ENQ 控制序列SYNSYN站地址DLEENQ 4 拆链 EOT SYNSYN站地址DLEEOT 3 控制序列和控制协议 1 建立连接阶段 建立收发关系 4 面向字符型控制规程的数据传输过程 2 数据传输阶段 4 面向字符型控制规程的数据传输过程 3 拆除连接阶段 释放收发关系 拆除连接是收发双方都要发出拆除连接请求才能把两者之间建立的连接真正拆除 4 面向字符型控制规程的数据传输过程 1 HDLC链路的配置方式 1 HDLC的工作站类型HDLC的工作站有三种类型 主站 次站 复合站 4 面向比特型的传输控制规程 2 HDLC链路结构HDLC具有两种链路结构 非平衡结构和平衡结构 2 HDLC帧格式 1 标志序列F 01111110 标志字段F Flag 为6个连续1加上两边各一个0共8bit 即7EH 透明传输采用方法 零比特填充 例如 假设要发送的数据为1101111101001100011110001111110111001011 通过零比特填充法处理后 发往线路的信息是什么 2 地址字段A在使用非平衡方式时 地址字段写入次站的地址 在使用平衡方式时 地址字段写入确认站的地址 3 控制字段C 3 信息帧 若控制字段的第1比特为0 则该帧为信息帧比特2 4为发送序号N S 比特6 8为接收序号N R 第5比特是P F字段 4 监控帧S 监控帧用于表示接收状态 其控制字段的第0 1位为 10 第2 3位表示了四种类型的监控帧 接收准备就绪 RR 帧 接收未就绪 RNR 帧 拒绝接收 REJ 帧 选择接收 SREJ 帧 比特6 8为接收序号N R 第5比特是P F字段 4 2串行接口标准 EIA与BELL公司1969年公布 0 20000b s 数据终端设备 DTE 与数据通信设备 DCE 通信 1 EIA RS 232C标准的信号线 信号线的连接与使用 信号线的定义 远程通信 近程通信 零MODEM方式 注 若电话线为专线 不使用DTR和RI 交叉反馈连接 三线连接 接收和发送针对终端而言 TxD与RxD交叉相连 可实现全双工通信DTR与DSR反馈相连 只要终端准备好RTS与CTS反馈相连 随时都可以发送 本章首页 零MODEM方式的标准连接 双交叉环回法 TxD与RxD互连 全双工通信DTR与对方DSR RI相连 一方DTE准备好 对方就认为DCE准备好 实际不存在 RTS与CTS反馈相连并与对方DCD相连 随时可发 并让对方准备好接收 3 机械特性 本章首页 RS 422A接口标准 平衡式传输 双端发送 双端接收 1 AA 比BB 高200mV 0 AA 比BB 低200mV 差动发送 接收 共模抑制比高 抗干扰能力强传输速率高 15m时可达10Mb s传输距离远 90kb s时可达1200m 驱动器 允许输出 2V 6V接收器 可以低到 200mV RS 485接口标准 与RS 422A兼容 允许多个发送器 能实现多点对多点的通信允许平衡电缆上连接32个发送器 接收器对 4 2 2RS 232C的典型应用 4 2 2RS 232C的典型应用 4 3可编程串行通信接口芯片Ins8250 4 3 1Ins8250的内部结构 Ins8250主要完成的功能是把计算机输出的并行数据转换成异步通信所需的串行码输出 以及将收到的串行输入码转换成计算机所需的并行数据 2 Ins8250的内部结构和工作原理 2 工作原理 4 3 2Ins8250的引脚 48250内部寄存器 1 线路控制寄存器LCR 3FBH 2 线路状态寄存器LSR 3FDH 3 中断允许寄存器IER 3F9