第+11+章++串行通信及接口电路

《第+11+章++串行通信及接口电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第11章串行通信及接口电路本章讲述：11.1串行通信11.2Intel8251A可编程通信接口11.1串行通信11.1.1概述CPU与外部的信息交换称为通信(Communication)。基本的通信方式有两种：并行通信——数据的各位同时传送；串行通信——数据一位一位顺序传送。并行通信与串行通信方式如图11-1所示。1.串行通信的优点从图11-1中可以看到，在并行通信中数据有多少位就要有同样数量的传送线，而串行通信只要一条传送线。故串行通信节省传送线，特别是当位数很多和长距离传送时，这个优点就更为突出。例如，微型计算机要将数据传送到远方的终端，

2、或传送到大的计算中心，则常用通信线路(电话线等)进行传送，这时采用串行传送可以大大减少传送线，从而大大地降低成本。但是串行传送的速度慢，若并行传送所需的时间为T，则串行传送的时间至少为NT(其中N为位数)。2.同步通信与异步通信在串行通信中，有两种最基本的通信方式：(1)非同步(异步)通信ASYNC(AsynchronousDataCommunication)它用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束来构成一帧。如图11-2所示。起始位占1位，字符编码为7位(ASCII码)，第8位为奇偶校验位，即加上这一位（第8位）使字符中为“1”的

3、位为奇数(或偶数)，停止位可以是1位、1.5位或2位。于是一个字符就由10个或10.5个或11个二进制位构成。用这样的方式表示字符，则字符可以一个挨着一个传送。在非同步数据传送中，在CPU与外设之间必须有两项规定：①字符格式即前述的字符的编码形式，奇偶校验形式，以及起始位和停止位的规定。例如，用ASCII编码，字符为7位，加一位奇偶校验位，一位起始位，以及一位停止位，共10位。②数据信号传送速率数据信号传送速率的规定，对于CPU与外界的通信是很重要的。假如数据传送的速率是120字符/秒，而每一字符包含10个数据位，则每秒传送的二进制位数(b/s,

4、常称为bps)为：10×120=1200(位/秒)=1200(bps)则每一位的传送时间即为：Td=1/1200=0.833(ms)③波特率(Baudrate)串行通信的信号常常要通过调制解调器进行传送。在数据源出口与调制器入口之间，或者解调器出口与数据信宿入口之间，用数据信号传输率(bps)来描述数字信号的传输速度；而在调制器出口、通信线路与解调器入口之间，用单位时间内线路状态变化(电信号变化)的数目即波特率来描述传输速度，如图11-3所示。当采用“零调制”或“空调制”，即基波传输时，或者在单位时间内仅调制或解调一个信号时，则数字信号传输率(b

5、ps)与波特率是一致的。在采用调制解调器的载波传输系统中，两者间的关系为：C＝B·log2n其中：C——数据信号传输速率(bps)；B——调制速率(baud)；n——调制信号数或线路状态数，它是2的整数倍。异步通信的传送速度在50~9600波特之间，常用于计算机到CRT终端和字符打印机之间的通信，直通电报以及无线电通信的数据发送等。(2)同步传送在异步传送中，每一个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间。所以，在数据块传送时，为了提高速度，就去掉这些标志，采用同步传送，于是在数据块开始处就要用同步字符来指示。如图11-4所示。

6、同步传送的速度高于异步，通常为几十～几百千波特(kilobaud)。但它要求有时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故而硬件复杂。常应用于：①计算机到计算机之间的通信。②计算机到CRT/外设之间的通信等。3.数据传送方向通常串行通信，数据在两个站之间是双向传送的，A站可作为发送端，B站作为接收端；也可以A站作为接收端而B站作为发送端。根据要求又可以分为：(1)半双工(HalfDuplex)半双工如图11-5所示。每次只能有一个站发送，即只能是由A站发送到B站，或是由B站发送到A站，不能A站和B站同时发送。(2)完全双工(FullDuplex)完全

7、双工即两个站同时都能发送。如图11-6所示。4.信号的调制和解调计算机通信是一种数字信号的通信，如图11-7所示。它要求传送线的频带很宽，而在长距离通信时，通常是利用电话线传送的，电话线不可能有这样宽的频带，其宽带如图11-8所示。所以若有数字信号直接通信，经过传送线，信号就会产生畸变，如图11-9所示。所以，要用调制器(Modulator)把数字信号转换为模拟信号；用解调器(Demodulator)检测此模拟信号，再把它转换成数字信号，如图11-10所示。FSK(FrequencyShiftKeying)是一种常用的调制方法：它把数字信号的“

8、1”与“0”调制成不同频率(易于鉴别)的模拟信号，其原理如图11-11所示。两个不同频率的模拟信号，分别由电子开关控制，在运算放大器的输