第十章串行.ppt

1、第十章 串行通信接口,基本要求： 掌握控制计算机系统中的串行通信接口的特点及应用。 重 点： 串行通信的基本概念，RS232C的接口标准，可编程串行接口芯片8251A外部特性、编程命令和接口的设计方法。 难 点： 8251A在串行通信中的编程。,10-1 串行通信的基本概念,一 、串行传送的特点 所谓串行通讯是指外设和计算机间使用 一根数据信号线一位一位的传输数据，每 一位数据都占据一个固定的时间长度。,“串行”是指外设与接口电路之间的信息 传送方式，CPU与接口之间仍按并行方 式工作。 特点： 按位传送 数据格式的约定 信号电平的逻辑定义 传送速率,二 、串行数据的传送方向,1、全双工方式

2、通讯双方能同时进行发送和接收操作,2、半双工方式 只有1根数据线传送数据信号，要求通讯 双方的发送和接收由电子开关切换。,3、单工方式 只允许数据按照一个固定的方向传送 三 、调制与解调 采用普通通信线路进行远程数据通信时， 需要在发送端用调制（Modulator）把数字信号 转换为模拟信号，模拟信号经通信线路传送到 接收方，接收方再以解调（Demodulator），把 模拟信号变为数字信号。,大多数情况下，调制器和解调器合在一个装置中，称为调制解调器Modem 在通讯中，Modem起着传输信号的作用，是一种数据通讯设备，简称DCE。接收设备和发送设备称为数据终端设备简称DTE。,四、 信息的

3、检错技术,串行数据在传输过程中，由于干扰可能引起 信息的出错如何发现传输中的错误，叫检错。发 现错误后，如何消除错误，叫纠错。 出错有以下几种： 若CPU还没把输入缓冲器中的前一个字符取 走，新的字符又被送入缓冲器，产生溢出。 帧格式错误，异步传输中没有检测到有效的停 止位。,奇校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，1的个数为奇数 偶校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，1的个数为偶数 奇偶校验能够检测出1位误码，但是不能纠错。,五 、波特率与接收/发送时钟,在串行通讯中，用波特率来描述数据的传输速率，即每秒钟传送的二进制位数，简写为bps,五 、波特率与接收/发送时钟

4、,接收时钟/发送时钟是波特率的倍数，称为波特率因子。 例如：波特率因子为32，则32个时钟脉冲移位1次。 例：波特率=9600bps，波特率因子=16，则接收时钟和发送时钟频率=960016=153600Hz,六、 串行通信的方式,异步通讯 一次传输的起始位、字符各位、校验位、停 止位构成一组完整的信息，称为帧（Frame）。帧 与帧之间可有任意个空闲位。,同步通讯,靠同步字符完成收发双方同步，多个字符成组 传送，在每组信息的开始，加上同步字符，字符 组和同步字符以及需要的其他字符构成一个信息 帧。 特点： 异步串行：速率较低、帧传送、时钟可异步、远 距离传送 同步串行：速率较高、数据块传送（

5、大批量数 据）、传送时钟同步、近距离传送。,10-2 串行通信的数据格式,一. 起止式异步通信数据格式 1、格式 （帧结构） 起始位 + 数据 + 停止位 + 空闲位 2、起止位 双方约定的开始 / 结束接收 3、标志位 起始位 0 1位 停止位 1 1 位 11/2位,3 数据位 58位 ASCII码：7位 字节：8位 4 特征位 奇偶校验位（可有可无） 5 空闲位 1位数不限,例：传送8位数据45H（0100,0101B），奇校验，1个停止位，则信号线上的波形 为：,二、同步通信：采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息(通常称为信息帧)的

6、开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。 接收端当检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。 在相同的传输率下，同步传输时实际字符传输率要比异步传输率高。,同步字符 字符1 字符2 字符n 校验字符,数据块,10-3串行通信接口的任务与组成,一、任务 1、 实行数据格式化，数据帧化 2、 串并转换 3、 控制（可编程）数据传输速度 4、 错误检测 5、 TTLEIA电平转换 6、 符合接收标准信号 二、组成 采用通用同步异步（USART）接收芯片8251、8250,10-4可编程串行接口芯片825

7、1A,一、外部引脚与内部逻辑 1、 外部特性 与CPU 1）D0D7 2）控制线/RD、/WR、/CS、RESET 双端口C/D命令/状态口 3）状态TXRDY发送准备 RXRDY接收准备 TXE发送器空 SYNDET/BD,4）时钟 /TXC发送器时钟、外部输入 /RXC接收器时钟、外部输入 异步/TXC=波特率或16波特率或64波特率 同步=数据速率 CLK工作时钟、外部提供、8251内部使用 f CLK30f/TXC同步，f CLK=45f/TXC异步,5）面向调制器的信息 TXD发送数据线 RXD接收数据线 MODEM： /DTR数据终端准备好输出与工作命令字D1位对应，置1有效 /D

8、SR数据装置准备好输入0有效状态寄存器D7位可测试 /RTS请求发送输出与与工作命令字D5位对应，置1有效 /CTS清除发送（发送允许）输入 2、 内部逻辑（5块）,二、命令字与状态字,1、 方式命令写C/D=1,2、工作命令字,3、状态字,三、应用举例376,例：编写8251异步模式下的接收和发送程序，完成256个字符的发送和接收，设端口地址：208H，209H，波特率因子16，1起始位，1停止位，无奇偶校验，每字符8位。,MOV DX,209H MOV AL,40H；复位命令。 OUT DX，AL MOV AL，01001110B；模式字 OUT DX，AL MOV AL，0011，011

9、1B；控制字 OUT DX，AL MOV CX，256；发送256字节 NEXT：MOV DX 209H IN AL，DX ； 状态字 AND AL，01H ；TXRDY？ JZ NEXT MOV AL，CL MOV DX，208H OUT DX，AL；发送 LOOP NEXT,Data segment buf DB 256 dup(?) Data ends MOV DX,209H MOV AL,40H；复位 OUT DX，AL MOV AL，0100,1110B；模式字 OUT DX，AL MOV AL，0011,0111B；控制字 OUT DX，AL MOV CX，256；接收256字节

10、MOV SI，0 NEXT： MOV DX，209H IN AL，DX；状态字,AND AL，02H； RXRDY？ JZ NEXT MOV DX，208H IN AL，DX；接收1字符 MOV bufSI，AL INC SI LOOP NEXT,接收程序,接收256字节，放在buf中,10-5串行通信接口标准,一、RS-232C标准 1、 信号线（25芯） 三线模式8号线CD数据载体检出 2号线TXD发送数据线 3号线RXD接收数据线 7号线SG信号地 请求线4号线RTS发送请求 就绪线6号线DSR数据就绪 20号线DTR数据终端就绪 5号线CTS清除发送 22号线RI振铃提示,2、信号线的连接,1）零modem方式（三线模式）近程15米。图10-18,2）modem方式远程 靠电话线连接（电缆、光缆、卫星）modem调制解调器发送方信号调制为符合电信话线传送，电位特征在远距离传送，接收方则将该信号解调取出为所传送的数据信息。图10.10,PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口，使用9针和25针连接器,3、电气特性,1） 数据RS-232CTTL 逻辑1-3-15V 5V 逻辑0+3+15V 0V 2） 控制 RS-232C TTL ON状态+3+15V5V OFF状态-3-1