微机原理与接口技术11PPT课件

.一，一， 微机原理与接口技术第11章串行接口技术，主编：周国运机械工业出版社2011.9，2，第11章串行接口技术，本章内容11.1串行通信概要11.2串行接口芯片1655011.3串行接口应用实例，3， 串行通信是微机数据传输的重要方式，大大降低了电信成本，它是构成计算机网络的基础。 在本章中，叙述串行通信的概念、串行通信基本方式、RS-232串行通信标准、串行接口芯片NS16550、以及NS16550在微机中的实用性。4、4、4,11.1串行通信的概要、1、串行通信基本概念2、串行通信基本方式3、RS-232串行通信标准4、其他串行通信标准、5、1、通信方式计算机与外部的信息交换称为通信。 基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。 (1)同时传输并行通信单位信息(通常1字节)的各数据的通信方法称为并行通信。 (2)串行通信单元信息的每个数据以时分的方式逐比特地被顺序地传输的通信方案被称为串行通信。 另一方面，串行通信的基本概念、11.1串行通信的概述、6、11.1串行通信的概述、2、数据传输方案的单方案：一对传输线路只能在一个方向上传输数据的半双工方案：一对传输线路可以在两个方向之一上传输数据，但是不能同时在两个方向之一上传输数据的全双工方案一、串行通信的基本概念、一、串行通信的基本概念、一、串行通信的基本概念、接收、接收、设备、数据流、接收、设备、发射器、数据流接收器、接收器、(，b，半双工方案，c，全双工方案，8，11.1串行通信的概要，一、串行通信的基本概念，3，波特率和发送/接收时钟，(1)波特率在串行通信的情况下在1秒钟内被发送(2)传输和接收时钟速度可以直接影响通信设备传输和接收字符数据的速度。 收发时钟频率与波特率的关系：时钟频率=Factor收发波特率中的Factor称为波特率系数，1、16、64、9、9、9,11.1串行通信的概要、1、串行通信的基本概念、4、信号调制-解调器将数字信号转换为模拟信号显示的过程，模拟信号，1，0，1，0，1，0，1，0，1，0，1，1，1，0，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，0，0，2线电话线路，Modem (1)调幅(AM)(2)调频(FM)(3)相位调制(PM )、11，11.1串行通信的概述、串行通信的基本概念、5、串行通信的错误检查(1)遍及在奇偶校验的情况下，数据中的“1”个数与奇偶校验位“1”个数之和必须是奇偶校验的情况下，数据中的“1”个数与奇偶校验位“1”个数之和必须是偶数。 (2)校验和验证指的是，发送侧将所发送的数据块合计(或者各字节的异或)，在数据块的末尾附加1字节的校验和。 (3)循环冗馀校验这个校验，在某个数学运算中实现了有效的信息和奇偶校验位之间的循环校验。 在12、11.1串行通信的概述、2、串行通信的基本方案、1、异步通信的异步通信中，要传输的数据是字符码或字节数据，并且数据以帧的形式逐帧被传输。，0，/，1，0，/，1，0，/，1，0，/，1，0，/，1，0， 8、位数据、校正、检验、位、停止、位、开始、位、0、/、1、n、字符、n、1、字符、13、11.1串行通信的概要、2、串行通信基本方式、2、同步通信在同步通信中、各块的发送开始时的一个或两个以上在数据块的各字符之间取消起始位和停止位，从而提高通信速度。数据、数据、，同步字符2，流，14，11.1串行通信的概要，3，RS-232串行通信标准，RS-232C标准(协议)由美国EIA公司与BELL公司共同开发最初，已经开发用于将数据终端设备DTE与数据通信设备DCE进行远程通信连接。 但是，目前广泛用于计算机与终端或外围设备之间的近端连接。 明确地规定了串行通信接口的相关问题，例如信号线的功能、电气特性等。 通信设备制造商生产与RS-232C方式兼容的通信设备，作为标准目前在微机串行通信接口中被广泛采用。15、11.1串行通信的概述、第三、RS-232串行通信标准、第一、电特性由TxD和RxD数据的负逻辑：逻辑1(MARK ) :电平- 3至- 15v表示。 逻辑0(SPACE ) :以级别3到15v表示。 在RTS、CTS、DSR、DTR、DCD等控制线上，信号有效(导通、导通状态、正电压):用电平3 15V表示。 信号无效(off、off状态、负电压):用电平-3-15V表示。 16，11.1串行通信的概要，3，RS-232串行通信标准，2，机械特性RS-232C连接器的机械形状有DB-25，DB-15和DB-9种，引脚的定义各不相同。 17，11.1串行通信的概要，3，RS-232串行通信标准，3，功能特性， 18，11.1串行通信的概要，3，RS-232串行通信标准，4，通信线路的连接，使用Modem和专用电话线路通信时的信号线的连接，19，11.1串行通信的概要，3， RS-232串行通信标准，4，通信线路的连接，(2)使用2)Modem和电话网通信时的信号线的连接，20， 11.1串行通信的概述、三、RS-232串行通信标准、四、通信线路的连接、(3)三线通信连接(4)零调制解调器标准信号连接、计算、计算或终端、2，3，4，5，7，6，20、计算、计算或终端、2，3，4，5，7，6-20、或，2，22，20，8，7，6，5，4，3，TxD，RxD，RTS，CTS，DSR，SG，DCD，DTR，RI，2，22，20，8，20，21，22，21，22，22，22，22，22，22，22，22，22 RxD，RTS，CTS，DSR，SG，DCD，DTR，RI，DTE，DTE，21，11.1串行通信的概要，4，其他串行通信标准，1.USB标准接口，在每次追加以往的接口电路时，接口或插座这些接口、插座和驱动程序各不相同，给使用和维护带来了困难。 由英特尔等公司开发的通用串行总线(USB )采用通用连接器，采用热插拔技术支持的软件，大大简化了外围设备的连接和使用，获得了普遍的欢迎，成为当前流行的外围设备接口。 22、11.1串行通信概述、四、其他串行通信标准、USB接口的主要性能特点：设备连接简单，具有即插即用和热插拔能力。 有适合传输多媒体数据的传输方式。 与众多以往的接口相同，可向通过电缆访问的设备提供5V电源。 数据传输速率远高于常规标准串行端口。 2台设备之间的最大传输距离一般为45m。 最多可连接127台USB设备。23、11.1串行通信概述、4、其他串行通信标准、2.IEEE1394标准接口、IEEE1394是1995年批准并公布的最新高性能串行总线接口标准。 在1998年Microsoft、Intel、Compaq等公司制定的电脑规格PC98中，IEEE1394接口作为重要的内容，现在正在普及到PC中。IEEE1394与USB有很多相似之处，最初是为高速I/O设备提出的，其I/O速度是USB最大速度的8倍。24、11.1串行通信概述、4、其他串行通信标准、IEEE1394的主要性能特征：1)数据传输速率高达1394的数据传输速率可以分为100Mbps、200Mbps、400Mbps三个等级，远远高于EIDE和SCSI的最高数据传输速率2 )在数据传输的实时性强的多媒体数据传输中特别重要，实时性保证图像和声音不失真。 3 )结构紧凑，1394容易使用6芯电缆，直径约6mm，插座也小。 25、11.2串行接口芯片16550、1、16550的内部结构2、16550的引脚信号3、16550的内部寄存器和初始化编程、26、11.2串行接口芯片16550、1、16550的内部结构数据总线缓冲读取/写控制逻辑波特率发生器收发模块线路模块Modem控制模块中断模块除法器模块，27，28，a，0，a，1，a，2，CS，0，0 WR，WR，DDIS，TxRDY，XIN，XOUT，RxRDY，数据总线，缓冲器，d，0，d，7，内部，数据，总，线路，接收缓冲器，寄存器，接收机，FIFO，接收移位，寄存器，线路控制，寄存器，和高位字节，线路状态，寄存器， 发送保持、寄存器、接收定时、控制、波特率、发生器、发送定时、控制、发送器、FIFO、发送移位、寄存器、SIN、RCLK、BAUDOUT、SOUT、e、e ，SOUT，RTS，CTS，DTR，DSR，DCD，OUT，1，OUT，2，INTR，a，0，a，1，a，2，CS，0，CS，1，CS，2，ADS，MR，RD，RD，WR，WR，DDIS，TxRDY，XIN，XOUT，RxRDY，内部，数据，总线，30，11.2串行过滤器16550 D7D0:双向数据总线CS2、CS1， CS0 :芯片选择输入信号A2A0 :端口选择信号ADS :地址选择输入信号TxRDY :发送机就绪信号RxRDY :接收机就绪信号WR/WR写入控制信号RD/RD :读取控制信号DDIS :驱动禁止信号MR :主复位信号INTR :中断请求信号xis XOUT :基准时钟信号的输入输出端子，31，11.2串行接口芯片16550，2，16550的端子信号， SOUT :串行数据输出端子SIN :串行数据输入端子BANDOUT :波特率发生器输出信号RCLK :接收时钟信号DTR :数据终端对应DSR :数据设备对应RTS :发送CTS :发送许可DCD :接收线路信号RI :调用指示OUT1， OUT2:输出信号，由用户程序定义的3，16550的内部寄存器和初始化程序，33，11.2串行接口芯片16550，3，16550的内部寄存器和初始化程序，(1)数据接收寄存器，34，11.2串行输入3，16550的内部寄存器和初始化程序，(2)数据发送寄存器，35 11.2串行接口芯片16550，3，16550的内部寄存器和初始化程序，(3)FIFO控制寄存器， RT1RT0表示接收机触发值00:1字节01:4字节10:8字节11:14字节，DMA位为1时选择FIFO方式，为. 0时选择16450UART方式。 对于XMIT集1，发射器将被重置。 对于RECV集1，接收器将重置。 允许EN集1、FIFO模式。. 36，11.2串行接口芯片16550，3，16550的内部寄存器和初始化程序，(4)通信线路控制寄存器，寄存器选择0正常值1除数寄存器，中止文字0无效1发送中止文字， 奇偶校验比特设定0无效奇偶校验001设定奇偶校验011设定奇偶校验101奇偶校验比特1111奇偶校验比特=0停止比特数01比特11.5比特(数据位为5比特时) 12比特(数据位为68比特时)， 数据位数005位016位107位118位、37、11.2串行接口芯片16550、3、16550的内部寄存器及初始化程序、5 )通信线路状态寄存器1接收FIFO错误， 1是表示移位寄存器为空数据从发送保持寄存器移动到发送移位寄存器时，该位为0、1是发送缓冲寄存器为空，CPU将文字写入发送保持寄存器后，该位为0、1接收结束代码，1是帧格式错误，1是奇偶校验位1是溢出错误，1是接收数据准备完成，CPU读出数据时，该位与0、38、11