计算机第十章：串行通信和8251A.ppt

1、1,第十章：串行通信和8251A,10-1 串行通信的基本概念 10-2 8251A,2,10-1 串行通信的基本概念,一、串行、并行通信 1、并行通信 例：8255 特点：各位同时传送 优：数据传输速度快 适合：数据量大，短距离 2、串行通信 特点：数据逐位传送 优： 传输线少，成本 适合：长距离，要求串行通信的外设（例：MODEM） 二、串行通信的方向 数据在两个设备之间传送，按传送方向分：图10-1 1、单工：数据单向 A B 2、半双工：数据双向（不同时）A B 例：对讲机 3、全双工：数据双向（同时） A B 例：电话,3,协调收发端的工作 1、异步方式 例 传送数据0110010

2、异步串行数据发送格式 特点：不发送数据时，空闲状态，数据信号线为高电平（1） 字符：起始位+数据位（58位）+校验位+停止位（12位） 例：字符ASC编码，数据位占7位。（图10.2） 两个字符之间的间隔任意，双方可用不同时钟（接近）,三、串行通信的两个基本工作方式,4,2、同步方式 不发送数据：空闲状态（MARK) 发送数据： 同步字符 + 数据字符 特殊字符，使收发双方同步 （一个字符接一个字符） 同步传输不允许有间隙，在没有信息要传输时，要填上空字符 双方同一时钟 传输效率高,5,1、波特率（Bd）：每秒钟所传送数据的位数 2、常用的波特率为110，300，600，1200，2400，4

3、800，9600，19200,57600 同步传送可达上千兆波特 例：已知波特率为1200 异步传输：每个字符包括1个起始位，7个数据位，1个校验位，1个停止位。 则：每秒钟能传送的最大字符数=1200/10=120个 同步传输：用4个同步字符，每个字符7个数据位。 则：（X+4）7=1200 每秒钟能传送的最大字符数 X=167个,四、串行传送速率,6,五.串行通信的物理标准：RS-232-C标准 电特性：负逻辑电平 -15V-3V：1 +3V+15V：0 需电平转换：RS-232-CTTL电平 接口特性：D型25针接口或D型9针 适用条件：波特率20KBd 距离15m 六. 调制解调器 电

4、话线只能传送300Hz3000Hz的音频信号，不能直接传送频带很宽的数字信号。 幅度调制,p374,7,2.频率键移调制,8,五、串行接口芯片,目的：进行串并行变换 UART：通用异步收发器，仅用于异步通信 USART：通用同步异步收发器，异步、同步通信。例：8251A,9,RESETWERDCS,p359,10,10-2可编程串行通信接口芯片8251A,两个口 控制口 同步方式： 内同步 数据口 外同步 异步方式 一、8251A的内部结构和外部引脚 图10-7 1、数据总线缓冲器 包括状态缓冲器、接收数据缓冲器、发送数据/命令 发送、接收缓冲器共享一个地址 命令、状态缓冲器共享一个地址 D7

5、D0：连系统的数据总线 2、接收缓冲器和控制电路 接收缓冲器：接收移位寄存器、串/并变换电路、同步字符寄存器,11,有关引脚： RxD：接收数据 RxRDY：接收数据准备好，输出，高电平有效 有效时，表示8251A已收到一个字符，作为 中断方式：中断请求 查询方式：状态信号 等待CPU取走，当CPU取走字符后，复位 RxC ：接收时钟，外部输入 决定8251A接收数据的速率 波特率系数（收发时钟频率=收发波特率波特率系数） 同步方式：波特率系数=1 异步方式：波特率系数=1，16，64 由软件定义,12, SYNDET/BRKDET：同步检测/断点检测 输入或输出 *同步方式(SYNDET)

6、：同步检测 内同步：输出信号 “1”表示达到同步 外同步：输入信号 *异步方式(BRKDET)：断点检测、输出1表示当前线路上无数据可读 接收过程：串行数据由RxD端送入接收移位寄存器由串/并变换电路，生成并行数据经内部总线送数据总线缓冲器使RxRDY输出高电平，通知CPU取数据数据总线缓冲器并行读入CPU,13,3、发送数据缓冲器和控制电路 有关信号： TxD：发送数据，输出 TxRDY：发送器准备好，输出,高电平有效。 有效时，表示8251A准备好， 允许CPU并行送数据至 8251A，可用作中断请求。 TxE：发送器空，输出,高电平有效 有效时，表示缓冲器中无数据可发送 异步：输出空闲位

7、 同步：输出同步字符 TxC ：发送时钟，输入 决定8251A的发送速率 4、读/写控制电路 RESET：复位信号，输入，高电平有效，进入空闲状态,14,CLK：时钟信号，输入。作用：产生8251A内部的定时信号 CLK频率/ TxC,RxC频率： 同步方式：30倍 异步方式：4.5倍 RD 、 WR：读写 信号 CS ：片选信号，接74LS138输出 C/ D ：控制/数据信号，输入，地址线 0：表示传送的是表示传送的是数据信息 1：表示传送的是控制信息或状态字 片内选址： 0：输入、输出数据口 1：控制口，状态口,15,5、调制解调器控制电路 当终端与远程计算机之间进行通行时，需要 远程通信：8251AMODEM标准电话线，图10-10 DTR：数据终端准备好，输出 DSR：数据装置准备好，输入 MODEM 终端 RTS：请求发送信号，输出 CTS：清除发送信号，输入 终端 MODEM,16,6、8251A和CPU及外设的连接 图10-10 8251A与CPU之间的连接 D7D0、C/D 、RESET、RD、WR 收发联络信号 TxRDY、TxE、RxRDY、BRKDET 8251A与外设 RXD： TXD： RS-232-C接口 RxC： TxC： 波特率发生器