第11章 串行通信及其接口电路.ppt

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1、第11章串行通信及其接口电路本章主要内容1.串行通信的基本概念2.可编程串行接口片8251A11.1串行通信11.1.1串行通信的特点：数据在单条1位宽的传输线上按时间先后一位一位地传送；节省传输线（优点）；数据传输率较低（缺点）；主要适用于长距离、低速率的通信中。11.1.2串行通信涉及的常用术语和基本概念1.单工、半双工和全双工(1)单工（Simplex)特点：仅能进行一个方向的数据传送设备A发送器设备B接收器Dataflow(2)半双工（HalfDuplex）特点：数据可以在两个方向上进行传送，但是这种传送绝不能同时进行。【双向，但不同

2、时】设备A发送器/接收器设备B接收器/发送器Dataflow(3)全双工（FullDuplex）特点：能够在两个方向同时进行数据传送。设备A发送器/接收器设备B接收器/发送器2.数据传输率每秒传输的二进制位数，单位为bps（bitpersecond）也称比特率。波特率―――每秒传输的“符号”（也称信号码元—SignalElement）的个数。【例如，每秒传送1个符号，则波特率为1波特】在计算机中，一个“符号”的含义为高、低两种电平，分别代表逻辑值“1”和“0”，所以每个符号的信息量为1比特，此时波特率与比特率刚好一致。但在其他一些场合(例如通

3、信中采用的“相一幅”复合调制技术),一个“符号”的信息含量就不是一个比特，此时，波特率就不等于比特率。标准波特率系列：50，75，110，150，300，600，1200，……4种相位（0，90，180，270）每种相位有两种振幅值→实现3位/信号码元调制9001800002700001101011111000100110010现在的电话网是模拟通信系统，它是为传输话音信息而设计的。要在电话网上传送数字信号，必须经过调制和解调。实现调制和解调两个过程的设备称为“调制解调器”（ModulatorDemodulator－Modem）方法：选取音频

4、范围某一频率的正（余）弦模拟信号作为载波，用以运载所要传送的数字信号。用传送的数字信号改变载波信号的幅值、频率或相位，使之在信道上传送；到达信道另一端，再将数字信号从载波中取出。000001111数字信号(a)调幅(b)调频(c)调相按数字信号的值改变载波信号的幅度按数字信号的值改变载波信号的频率按数字信号的值改变载波信号的相位3.发送时钟和接收时钟数据输入寄存器输入移位寄存器÷1，÷16，÷32数据输出寄存器输出移位寄存器÷1，÷16，÷32CLK(主时钟)（串行数据输入）输入移位脉冲（串行数据输出）输出移位脉冲接收时钟发送时钟4.波特率因

5、子F（时钟频率）＝波特率因子＊波特率波特率因子:数据传输率（波特率）与时钟频率之间的比例系数.给定时钟频率，选择不同的波特率因子可得到不同的波特率。例如：f=19.2kHz，若选波特率因子为16，则波特率为1200bps。若选定波特率因子和波特率，则相应的确定了对时钟频率的要求。8251外部的时钟电路÷1，÷16，…1MHzN分频19.2KHz移位脉冲CLKOUT82531200＊16＝19200（时钟频率）→若外部时钟电路的频率F＝1MHz，需用8253分频，试计算分频系数（8253的计数初值）＝？8253计数初值＝时钟频率／(波特率＊波特

6、率因子)5.异步方式与同步方式(1)异步方式（Asynchronous）：也称“起止同步式”。串行异步传输数据格式：1/00011…15-8位数据位1/0停止位或空闲位1…1起始位奇偶校验第n个字符空闲位第n+1个字符低位高位（2）同步方式（Synchronous）串行同步通信信息格式同步字符（SYN1)同步字符（SYN2)数据（DATA)…同步通信的效率（协议开销）例：SDLC/HDLC帧格式：假定数据长度为2048位，通信效率为：2048/（2048＋48）＝97%协议开销仅为3％一般公式：SDLC/HDLC协议开销＝1.0－N/(N+4

7、8)，其中N为发送数据的比特数。标志01111110地址8位控制8位CRC8位CRC8位标志01111110数据场11.4可编程串行通信接口8251AIntel8251A是通用同步/异步收发器USART(UniversalSynchronousAsynchronousReceiver/Transmitter），它是专为Intel微处理器设计的，可用作CPU和串行外设的接口电路。11.4.18251A的基本性能(1)可用于同步和异步传送。(2)同步传送：5～8位/字符；内部或外部字符同步；可自动插入同步字符。(3)异步传送：5～8位/字符；时钟

8、速率为通信速率的1、16、64倍。(4)异步传送时，可产生中止字符（BreakCharacter）；可产生1、1.5、或2位的停止位；可检测假起始位；可自动检测和处