微机原理及其应用_第8章

第8章

串行通信接口

本章内容

串行通信的基本概念

串行通信的接口标准

可编程串行接口芯片 16550

16550可编程串行接口芯片

学习目的

了解微机串行通信的基本概念

了解RS-232C，RS485以及USB等几种串行接口标准及其用法

掌握16550芯片的接口技术及程序设计

8.1串行通信的基本概念

通信通信：：计算机与外部设备之间计算机与外部设备之间、、计算机之间的信息交换间的信息交换。。

通信的基本方式

并行通信

串行通信

异步通信同步通信8.1.1 串行通信的连接方式

图8.1串行通信的3种连接方式图8.1串行通信的3种连接方式发送器A

发送器

接收器发送器接收器

发送器

接收器接收器发送器

接收器

B 数据线(a)单工方式

数据线A

B (c)全双工方式数据线数据线A

B (b)半双工方式

8.1.2 信号的调制与解调

MODEM是由调制器和解调器合在一起形成的一个装置，以用作双向通信。

MODEM的类型一般可分为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等。

当通信波特率小于300bit/s时，常采用FSK调制方式。

8.1.3 同步与异步通信方式

1. 1. 异步通信方式异步通信方式异步通信方式（（ASYNC ASYNC））

第n+1个字符第n 个字符

空闲位起始

位停

止位7位数据位空闲位

起始

位0

1 1 110D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6 8.3 通信字符 式

异步通信方式的特点是：

2. 通信方式 通信方式 SYNC 通信 通信 个字符 位 位 通信双方 通信双方 的 信 的 信 通信的 。。 数据的 数据的 位 位 通信SYNC Synchronous data Communication

字符数据 CRC 1CRC 2

字符2数据 CRC 1CRC 2

字符1 a.a.单同步格式单同步格式

b.b.双同步格式双同步格式

同步通信方式的特点是：

③为了防止因收为了防止因收、、发双方的时钟频率的偏差的积累效应而产生错位而产生错位，，从而导致通信出错从而导致通信出错，，同步通信要求接收和发送的时钟完全同步同步通信要求接收和发送的时钟完全同步，，不能有误差有误差。。实际应用中实际应用中，，同步传送常在收同步传送常在收、、发双方间使用同一时钟，故硬件电路比较复杂。②对每个字符的检错一般可用奇校验，数据块的末尾用CRC （循环冗余码）对整个数据块进行校验。

①收、发双方以一个或两个预先约定的同步字符作为数据块传送的同步字符作为数据块传送的开的开始，数据块由几十到几千数据块由几十到几千，，甚至更多字节组成。

8.1.4 波特率与收/发时钟

1.波特率

计算机串行通信中常用波特率计算机串行通信中常用波特率（（Baud rate Baud rate））来表示数据传输率，波特率的单位是bit/s ，即每秒所传送的二进制位数。常用的标准值有常用的标准值有110110110，，300300，

，600600，，12001200，，24002400，，48004800，，96009600，，1920019200波特等波特等波特等。。

某异步通信中每秒传送960个字符个字符，，而每个字符由10位（1个起始位个起始位、、7个数据位个数据位、、1个奇校验位个奇校验位、、1个停止位）组成，则传送的波特率为：

f d =10×960bit/s=9600bit/s

传送一位的时间传送一位的时间：：T d =1/9600=0.104ms 例如:

2.接收接收 发送

通信 通信 数串行 口发送 接收的 发送器 接收器 个 发送 接收 。

收发双方 收发双方 的 个 f c f d 的 的 f c = kf d 数 数 。

8.2串行通信的接口标准 个 的串行通信 的通信 的通信 接 的接口 的接口 。。 的通 线 的工 的工 。本 的 的 串行接口 的 的 串行接口 。。

8.2.1 RS-232C接口标准

工 )) 发的RS-232C 1969 EIA( 工

串行 线 RS Recommended Standard的

。

的 。

232 的

RS-232C 信 数字信 的 的 的 数据 DTE Data Terminal Equipment 数据通信 DCE

。

。 Data Communication Equipment 接口

所示。

RS-232C的典型应用如图8.5所示

计算机

UART

串行接口UART

Modem

器

Modem DTE DCE

控制发送接收

Modem

器

Modem UART

串

行接口UART

计算机

控制接收发送

···DTE

DCE RS-232C

RS-232C

电话线

图8.5 RS-232C 的典型应用

图8.5 RS-232C 的典型应用

机械特性 采用 25 脚 D 型连接器 （ 含插头 / 插座） 作为 DTE 与 DCE 插座 ） 之间通信电缆的连接口， 之间通信电缆的连接口，也可以采用9脚D型连接器
电气特性 采用负逻辑工作， 采用负逻辑工作，即： 逻辑“1”用负电平表示，有效电平范围是-3V～-15V 表示， 逻辑“0”用正电平表示，有效电平范围是+3V～+15V 表示， -3V~+3V为过渡区，逻辑状态不定，为无效电平。 为过渡区，逻辑状态不定， 电平。

送方 信

DTE DCE Modem 收 RI 922DTE DCE 通 Modem ,DTE DTR 数据 420

DTE DCE Modem 接收 信 DCD 18

方 信 的 线GND 信 57

DTE DCE Modem DSR 数据 66

DTE DCE Modem 发送CTS 发送85

DTE DCE DTE 发送数据RTS 发送74

DTE DCE Modem 数据RXD 接收数据23

DTE DCE 数据 Modem TXD 发送数据32

引脚信号定义

8.1 RS -232C 信 信

：

数据线：

①数据线

发送数据，，DTE通过TXD（Transmitted Data）：发送数据

TXD将串行数据发送到Modem。

接收数据，，DTE通过RXD（Received Data）：接收数据

RXD接收从Modem来的串行数据。

②发送控制信号线发送控制信号线：：

RTS （Request to Send ）：用来表示DTE 请求DCE 发送数据发送数据。。

CTS （Clear to Send ）：用来表示DCE 已准备好已准备好，，可以为DTE 发送数据发送数据，，此信号是对RTS 的响应信号信号。。

RTS/CTS 是一对握手联络信号信号，，用于采用Modem 的半双工系统中作发送/接收方式之间的切换。

③接收控制信号线：

DSR（Data communication equipment Set Ready）：表示Modem已准备就绪

DTR（Data Terminal Ready）：DTE用来通知

可以接收数据。。

已准备就绪，，可以接收数据

Modem，已准备就绪

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