第九章 串行输入输出系统.ppt

Page1，第9章串行输入输出系统，9.1串行接口系统的概要，9.2可编程串行接口控制器8250，9.1，page 2，9.1串行接口系统的概要，数据在单一传输线路上逐位依次排列特征&应用时，Page3适用于远距离传输，从几米到几千公里。 在长距离、低速通信中，串行通信往往是唯一的选择。 串行通信的特点、优点：节约通信线路。 缺点：数据传输效率低。 此外，如果适用的话，可以提供内容摘要、page 4，9.1串行接口系统摘要、9.1.1串行I/O接口9.1.2串行通信协议9.1.4RS-232C串行通信标准、9.1.1、page5、 9.1.1串行I/O接口、串行通信方案、异步方案、同步方案、串行异步接口、串行同步接口、通用异步收发器通用同步收发器、串行基本功能、Page6、一、串行接口基本功能、串行接口和、CPU、串行接口、外部设备、串行、并行、基本功能、Page7、基本功能：实现串行和并行数据格式的转换。 实现数据缓冲功能。 控制功能。 接受CPU的指令，输出接口的状态等。 串行基本结构、Page8、2、串行接口的基本结构、各种寄存器作用、Page9、(1)输出缓冲寄存器： CPU接收并保存从数据总线发送来的并行数据。 (2)输出移位寄存器：接收从输出缓冲器传送来的并行数据，以发送时钟的速率移位数据，即，将并行数据转换为串行数据并且输出串行数据。 接着，页10、(4)输入缓冲寄存器：从输入移位寄存器接收并行数据，CPU取出。 (3)输入移位寄存器：将串行数据输入线上出现的数据以接收时钟的速度移位，当数据充满时，并行地传送给输入缓冲寄存器，即将串行数据变换为并行数据。 此外，控制寄存器、页11、(5)控制寄存器：接收从CPU发送来的控制字，并决定控制字的内容、通信时的传输方式及数据格式等。 例如，采用异步方式和同步方式中的哪一种，数据字符的位数奇偶校验的有无，奇偶校验或奇偶校验或停止位的位数等参数。状态寄存器、Page12、(6)状态寄存器：状态寄存器中存储有接口的各种状态信息，例如输出缓冲区是空闲的还是输入字符准备好了等。 在通信期间，当处于某一状态时，接口内的状态检测逻辑将状态寄存器的相应位置设为“1”，使CPU进行查询。 串行动作过程、Page13、3、串行接口的动作过程、接收、发送、串行接口将从CPU发送的并行数据转换为串行数据，将有效的数据“包装”，即添加开始位，生成奇偶校验位和停止位发送数据，接收数据，串行接口将串行输入的数据转换为并行数据，对有效数据进行“解包”(开始位、奇偶校验位、停止位除外)和奇偶校验，等待CPU取出。发送过程、Page14、发送过程、CPU、外部设备、接收过程、Page15、接收过程、CPU、外部设备、9.1.2串行通信基板、page16、9.1.2串行通信基板， 1 .数据传输率-2.串行通信的连接方案3 .信号的调制和解调4 .串行通信的错误检测和纠错；1 .数据传输率、1 .高比特率和低比特率比特率：每秒传输的二进制比特数，单位由比特/秒(bps )表示。 波特率：如果每秒传输的码元数、各码元中包含的信息量为1比特，则波特率等于比特率。 单位是Baud。 是测量串行通信速度的重要指标。另外，在发送/接收时钟、page 18，2，2 .发送/接收时钟(Txc/Rxc )、数据传输时，发送器在接收到通过发送时钟将输出移位寄存器中的数据串行移位后输出的数据时，以及通过接收时钟从通信线路接收串行数据另外，继续，Page19、发送接收时钟直接决定通信线路上的数据传输速度，在收发双方之间的数据传输的同步中具有重要作用。 为了增强串行通信的抗噪声性，在多个时钟中调制一个二进制数据。 3.portal因子、Page20,3、3、3.portal因子(Factor )、portal因子：收发1位所需的时钟数单位为个/位。 另外，发送接收时钟频率与波特率的关系：一般波因子可以取1、16、32和64等。 异步通信多采用16个同步通信时，必须取1。2 .串行通信的连接方案、Page21、2、串行通信的连接方案、1 .单连接、2 .半双连接、3 .全双连接、只能通过一条线路进行单向传输。 另外，可以通过一条线路在两个设备a、b之间交替地进行双向数据传输，但是不能同时进行发送接收。 2条线可在2个设备a、b之间同时进行双向数据传输。 三、信号的调制与解调、页2-2、3、信号的调制与解调、以及计算机通过串行端口传送和接收的信息一般只是幅度调制的数字信息。 该数字信息仅适用于短距离通信。 许多远程有线通信在电话线上传输，但电话线只能传输经频率调制的音频信息。 当数字信号通过公共电话网络的传输线路直接传输时，谐波的衰减变得剧烈，当信号到达接收侧时，产生大的失真和失真。 一般调制解调器具有调制和解调双重功能。 另外，在错误检测和纠错、Page23和4、串行通信的错误检测和纠错以及串行通信中，可以由于线路长度和噪声干扰的存在而在信息传输期间发生错误。 为了保证信息传输的准确性，必须对所传输的数据信息进行错误检验和纠错，即纠错和纠错。 错误检测：发现错误的方法纠错：发现错误后，如何消除错误。 方法：基本通信协议一般采用奇偶校验和方形码校验，采用反馈重发方式纠正错误。 在高级通信协议中，通常使用循环冗馀编码(CRC )来检测差错，并使用自动纠错方法来纠正差错。 1 .奇偶校验、页24、1、1 .奇偶校验和基本原理：将冗馀比特(即奇偶校验)添加至所传输的有效数据，并且使整个信息比特(包括有效比特和奇偶校验)的“1”的数目具有奇数(奇偶校验)或偶数(奇偶校验)的特性。 在信息比特整体通过线路传输后，原本具有的“1”个数的奇偶校验变化的情况下，说明发生了传输错误，可以用专用的检测电路进行检测。 另一方面，例如，页25、有效信息比特数为1011101，如果应用奇偶校验，则附加的奇偶校验比特数为1最后获得的信息为10111011。 有效信息比特为1011011，如果采用奇偶校验，则已添加的奇偶校验比特为0，并且最后得到的信息为10110110。 例1、例2、例2 .正方形矩阵码检查、Page26,2、2、2 .正方形矩阵码检查、基本原理：首先在每7比特编码的字符后附加1比特奇偶校验，使字符整体的“1”个数为偶数或奇数。 然后，使多个文字成为一个数据块，在正方形矩阵上排列，在纵方向上追加比特，生成文字的检查文字，附加在数据的末尾。 该校验字符是所有数据字符的异或结果，反映了数据整体的奇偶校验。 数据的接收中，数据块读出检查字符，与发送来的检查字符进行比较，如果两者不同，表示有错误的情况下，通过反馈重新发送，纠正错误。 如果两者相同，则表示接收数据正确。例如，验证Page27、字符码奇偶校验位(奇偶校验位) 0010110111011011011011001100110011000111110000字符串检验字符生成原理，222222222222222222222222 为了实现同步，将通信双方对于数据传输方式、同步控制方式、错误处理、响应方式、信号格式等问题必须共同遵守的一系列规定称为通信协议。 另外，以字符为单位传输串行传输的同步方法包括：异步方案、同步方案、异步通信协议、同步通信协议、页29、以及二、串行异步通信协议、异步方案通信。 发送接收双方取得同步的方法是在文字格式中设定开头比特和停止比特。 异步通信方式的“异步”主要表示字符与字符之间的通信没有严格的定时要求。 但是，当开始传输时，收发双方以预定的传输速率根据各个时钟来传输该文字的各个位。 然后，数据格式、Page30、开始比特各个字符开始转发的标志，每个开始比特具有逻辑0电平，并且每个数据比特继续该开始比特。 可以选择5至8个二进制比特来重新传输低阶比特，且奇偶校验比特3354可以被选择为不传输奇偶校验、奇偶校验或奇偶校验，以检查是否正确传输，因为停止比特3354已终止字符传输停止比特在逻辑1级，可以选择1、1.5或2比特，空比特指示字符之间的逻辑1级未被转发，其是1、数据格式，例如，Page31，如ASCII字符“a”，二进制是01000001(8比特) 2 .数据接收、页33、2、数据接收、开始之前、开始格式以及传输率被约束，在开始之后页33、接收侧的采样时钟频率必须是比特频率的16倍，采样时间基准应被确保采样时刻处于每个比特的中间。 应当注意，3 .特征、页34、3、3、特征(3)、(2)发送数据和接收数据各自的时钟同步要求不高，发送器和接收器不能使用公共时钟。 可以根据实际需要通过可编程串行接口电路以软件命令来设置数据格式(包括数据比特的比特数目、奇偶校验比特的设置和停止比特的比特数目)。 在不同的传输系统中，这些通信格式的设置在可以完全不同的同一系统中必须匹配。 附加信息比特(开销)，降低通信效率。3 .串行同步通信协议、Page35、3、串行同步通信协议、流中的字符与字符之间以及字符内部的位与位之间是同步的。 串行同步通信以数据块(字符块)为单位传输，每帧的信息包含数百至数千字符，因此在传输开始时，帧信息内部的所有位需要同步。 1、特征、页36、1、1、特征(4)、(2)传输数据的各位要求在发送接收的两端必须严格同步的所谓“位同步”。 因此，发送和接收的两端必须使用相同的时钟源作为时钟信号。 没有开头比特和停止比特，开头比特并不表示文字的开头。 (3)通信时，文字数据不允许空隙。 在线路空闲或不能发送字符时，双方可以收发约定的同步字符。 (4)传输效率高，适于高速大量数据的传输。 2 .同步通信协议的分类、页37、2、2、同步通信协议的分类、面向字符的同步通信协议、这样的协议中当前有BM国际标准化机构ISO提出的基本型同步通信协议BSCIBM公司提出的二进制同步通信协议。面向比特的同步通信协议(4种) :HDLC国际标准化组织ISO提出的高级链路控制协议SDLCIBM公司提出的同步数据链路控制协议ADCCP美国国家标准化协会ANSI提出的高级数据通信协议X.25二级国际电报电话咨询委员会CCITT提出的协议， 有用于BSC的帧格式、页38、用于字符的同步通信协议BSC的帧格式、SYN用于同步字符、每帧多个SYN。 SOH(StartofHeader )表示标题的开始，称为序号起始符。 标题可以包含源地址、目标地址和路由指示符等信息。 STX(StartofText )称为文本开始符号，表示数据正文的传输开始。 的双曲馀弦值。 ETB(EndofTransmissionBlock )是组端子，ETX(EndofText )是文件端子(文本长，分成多个块时，用于最后一个块)。 块检查是从SOH到ETX (或ETB )检查生成的检查代码。 9.1.4RS-232、page39、9.1.4RS-232串行通信标准、机械特性：连接器大小、针脚分布信号特性：信号电平、通信速率功能特性：针脚功能、控制时序最常见的串行通信标准是RS-232C。 最初，为了通过远程通信连接数据终端设备DTE(DataTerminalEquipment )和数据通信设备dce(dataintegrationequipment )。 接着，Page40、数据终端设备DTE的数据源和目的地，数据通信设备DCE对数据进行线路请求，1 .连接器的机械特性，page 40，1 .连接器的机械特性，外形为25针或者9针的d型连接器通信速度：波特率Baud (符号/s)100 600、1200、2400、4800、9600、19.2K、33.6K、56KPC上的COM1、COM2接口、RS-232C接口。 2 .接口信号、Page43、2.rs-232c接口信号、4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线、常用的只有9条，共计25条信号线、9条解释、Page43 TxD发送数据(DTEDCE ) RxD接收数据(DCEdte)SG信号站点启用了dted ce (dted ce )启用了DSR DCE (DCE DTE ) RTS请求发送(DTEDCE)CTS清除发送(DCEDTE)DCE允许作为对RTS信号的响应的DTE发送。 DCD数据载波检测(DCEDTE )本地DCE在接收从对方DCE设备发送来的载波信号时启用DCD，DCE通知接收准备，将DCE接收到的载波信号解调成数字信号，并通过RxD线发送给DTE。 RI振铃信号(dcedte)dce从交换机接收振铃信号时，启用该信号以通知调用了DTE。，信号定时，Page44，信号定时(接收)，设备握手DTR:PCM (表示保持，PC可以动作) DSR:PCM (保持， 载波信号DCD:PCM载波(表示建立了数据链路)接收数据RxD:PCM数据调制信号结束通信DCD消失，PC删除DTR，Modem删除DSR，信号发送定时，Page45，信号定时(发送)， 设备握手DTR:PCM (保持) DSR:PCM (保持)请求RTS:PCM (保持)，M载波，对方DCDCTS:PCM (保持)发送数据TxD:PCM数据调