微机系统串行通信及接口.ppt

第9章 微机系统串行通信及接口 本章重点 串行通信基本概念串行通信接口标准EIARS 232 C可编程串行接口8251A 了解 9 1串行通信基本概念 一 串行通信的一般概念 串行通信是指通信双方在一条或两条传输线上进行数据一位一位的按顺序传送的通信方式 串行通信时 所有数据 状态 控制信息都是在一条或两条传输线上传送的 特点 物理线路最少 成本低 传输距离远 1 串行数据传送方式按数据流方向有三种基本传送方式 单工 只能单向传送 如 AB 半双工 每一个瞬间只能有一个站发送 另一个站接收 全双工 两站间有两根传输线 每一根线指定专作某一方向传送 能在两个方向上同时进行数据传输 单工 双工 半双工连接示意图 发送器 接收器 发送器 接收器 发送器 接收器 发送器 接收器 发送器 接收器 单工方式 半双工方式 全双工方式 A站 B站 9 1串行通信基本概念 9 1串行通信基本概念 2 串行异步通信与串行同步通信按串行传输线上数据传输采用统一时钟还是本地局部时钟 即时钟同步方式 分为同步通信和异步通信 1 串行异步通信异步通信规定了字符数据传送格式 即每个字符数据以相同帧格式传送 每帧信息由起始位 数据位 奇偶校验位 停止位组成 9 1串行通信基本概念 异步通信时 接收和发送双方需有两项约定 字符格式 应规定数据位 奇偶校验位 停止位 波特率 每秒钟传输数据的位数 单位为波特 常用标准波特率有 110 150 300 600 1200 2400 4800 9600和19200 例 数据传送速度120字符 S 10位 字符 传送波特率为 10位 字符 120字符 S 1200位 S 1200bps 每一位数据传输时间 Td 1 1200 0 83ms 优点 收发双方各用自己的时钟 设备较简单 实现方便 视需要可连续或间断地传送 缺点 每个字符有起始位和停止位降低有效数据的传送速度 2 串行同步通信在串行传送的字符开始处加上同步字符 作为起始标志 用一个同步字符的称为单同步 用两个同步字符的称为双同步 同步字符之后是由传送数据字符顺序连接起来组成的数据块 数据场 之后是两个CRC校验字符 循环冗余校验码 这样一个完整的通信格式称为一帧 接收和发送端的时钟是同步工作的 接收和发送端时钟不同步时 发送器自动插入同步字符 接收器先搜索同步字符 搜到后装配数据 供CPU读 外同步工作方式 用同步控制信号 控制线SYNC 进行同步 信号一到 开始接收数据场 同步传送速率高于异步传送 硬件设备较复杂 9 1串行通信基本概念 9 1串行通信基本概念 同步通信信息格式 单同步 一个同步字符 双同步 两个同步字符 CRC 外同步 CRC 数据场 9 1串行通信基本概念 3 调制与解调电话网络 模拟信号 计算机 数字信号 远距离通信可通过普通电话网络传输数字信号 频带宽 电话网络 频带窄 数字信号要在电话网络上传输 需进行信号变换 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 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 9 1串行通信基本概念 根据载波Acos t 的三个参数 幅度 A 频率 相位 常用三种调制技术 幅移键控法Amplitude ShiftKeying ASK 频移键控法Frequency ShiftKeying FSK 相移键控法Phase ShiftKeying PSK ASK 又称为调幅 用载波信号不同幅度代表 1 和 0 FSK 又称为调频 用载波信号不同频率代表 1 和 0 PSK 又称为调相 用载波信号相位变化代表 1 和 0 变化 1 不变 0 9 1串行通信基本概念 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 调幅 调频 调相 数字信号 数字数据 三种调制方式的调制波形图 9 1串行通信基本概念 4 串行通信的接口标准 RS 232C总线是EIA 美国电子工业协会 提出的通信接口总线 用于数据终端设备 DTE 与数据通信设备 DCE 之间串行接口标准 RS 232C是一个25 9 个引脚的连接器 插头座 对每个引脚 信号电平的规定是标准的 4条数据线 12条控制线 3条定时线 2条地线 4条备用或未定义 9 1串行通信基本概念 通信速率 波特率100 300 600 1200 2400 4800 9600 19 2K 33 6K 56K 信号电平 逻辑 1 5V 15V 逻辑 0 5V 15V 电平转换 TTL RS232 MC1488发送器 RS232 TTL MC1489接收器 9 1串行通信基本概念 RS 232C接口连接方式 DTR20信号地7DSR6CTS5RTS4RXD3TXD2屏蔽1 20DTR数据终端就绪7信号地6DSR数据装置就绪5CTS允许发送4RTS请求发送3RXD接收数据2TXD发送数据1屏蔽 保护地 常用的8位信号线通信系统 直接连传输最大距离15m左右 通过光电隔离器可达1000m 9 1串行通信基本概念 9 2可编程串行接口8251A 1 8251A的主要功能可以工作在同步方式也可以工作在异步方式波特率 同步方式下0 64K 异步方式下0 19 2K完全双工工作 具有双缓冲的发送器和接收器具备奇偶校验 溢出和帧错误检测等功能的电路全部输入输出电路是TTL电平 2 8251A芯片引脚 8251A和CPU的连接8251A和外设的连接时钟信号 1 8251A和CPU的连接 数据信号 D0 D7片选信号 CS读 写控制信号 RD WR C D收发联络信号TxRDY TransmitterReady RxRDY ReceiverReady TxE TransmitterEmpty SYNDET SynchronousDetection BD BreakDetection 2 8251A和外设的连接 数据信号TxD 发送数据线RxD 接收数据线收发联络信号DTR 数据终端准备好DSR 数据设备准备好RTS 请求发送信号CTS 允许发送信号 3 时钟信号 TxC TransmitterClock 发送器时钟RxC ReceiverClock 接收器时钟CLK 工作时钟 3 8251A的内部结构 数据总线缓冲器读 写控制逻辑电路调制解调控制电路发送器 发送缓冲器和发送控制电路接收器 接收缓冲器和接收控制电路 4 8251A的编程命令 控制字命令字状态字 5 8151A编程举例 例9 1 设8251A工作在异步方式 波特率系数 因子 为16 7个数据位字符 偶校验 2个停止位 发送 接收允许 设端口地址为51H 完成初始化程序 初始化程序 MOVAL 0FAHOUT51H ALMOVAL 37HOUT51H AL 例9 2 设端口地址为51H 采用内同步方式 2个同步字符 设同步字符为16H 偶校验 7位数据位 字符 程序如下 例9 3 对8251A进行初始化 使其工作于异步方式 波特率因子为16 每个字符有7个数据位 2个停止位 采用偶校验 然后对状态字进行测试 输入80个字符 程序如下 MOVAL 0FAHOUT51H ALMOVAL 35HOUT51H ALMOVDI 0BEGIN INAL 51HTESTAL 02HJZBEGININAL 50H MOVDX OFFSETBUFFERMOV DX DI ALINCDIINAL 51HTESTAL 38HJZERRORLOOPBEGINJMPEXITERROR