密码键盘的设计

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1、密码键盘的设计密码键盘的设计任务一任务一任务一任务一 认识串行通信认识串行通信认识串行通信认识串行通信一、数据通信的概念一、数据通信的概念计算机的计算机的CPUCPU与外部设备之间、计算机与计算机之与外部设备之间、计算机与计算机之 间的信息交换称之为数据通信。基本的通信方式有两种：间的信息交换称之为数据通信。基本的通信方式有两种： 并行通信和串行通信。并行通信和串行通信。1 1、并行通信：并行通信：所传送数据的各位同时进行发送或接收。如所示，所传送数据的各位同时进行发送或接收。如所示， 并行方式传输一个字节时，需要并行方式传输一个字节时，需要8 8条数据线，条数据线，D0-D7D0-D7是同是

2、同 时进行传送的。这种方式的特点是通信速度快，但传输时进行传送的。这种方式的特点是通信速度快，但传输 线多，价格较贵，适合近距离传输。线多，价格较贵，适合近距离传输。 2 2、串行通信、串行通信：所传送数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。所传送数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。 下图表示同样的数据进行串行通信，只需要一条数据线，下图表示同样的数据进行串行通信，只需要一条数据线， 在最初传递的是在最初传递的是D0D0位，然后是位，然后是D1D1位，位，最后传递最后传递D7D7位。位。 这种方式的特点是传输速度慢，但因数据传输线少，线这种方式的特点是传输速度慢，但因数据传输线少，线 路结构简

3、单、抗干扰能力强，特别适用于远距离通信。路结构简单、抗干扰能力强，特别适用于远距离通信。二、同步串行通信和异步串行通信二、同步串行通信和异步串行通信 串行通信又分为异步串行通信、同步串行通信两类。串行通信又分为异步串行通信、同步串行通信两类。1 1、同步通信、同步通信在同步通信中，发送器和接收器由同一个时钟控在同步通信中，发送器和接收器由同一个时钟控 制，发送方在这个时钟的控制下逐位发送数据，接收方制，发送方在这个时钟的控制下逐位发送数据，接收方 在这个时钟的控制下逐位接收数据，由此实现收发双方在这个时钟的控制下逐位接收数据，由此实现收发双方 的严格同步；发送端在发送数据之前，首先发送的严格同

4、步；发送端在发送数据之前，首先发送1-21-2个个 字节的同步字符，接收方一旦检测到规定的同步字符就字节的同步字符，接收方一旦检测到规定的同步字符就 开始接收，发送方接着连续按顺序传送开始接收，发送方接着连续按顺序传送n n个字节的数据。个字节的数据。 当当n n个字节的数据发送完毕，发送校验码。个字节的数据发送完毕，发送校验码。2 2、异步串行通信：、异步串行通信：异步串行通信的数据或字符是一帧一帧地传送的，异步串行通信的数据或字符是一帧一帧地传送的， 一帧数据由一帧数据由1 1位低电平的起始位、位低电平的起始位、5-85-8位数据位、位数据位、1 1位奇位奇 偶校验位，偶校验位，1-21-

5、2位高电平的终止位组成。位高电平的终止位组成。在通信线上没有数据传送时处于逻辑在通信线上没有数据传送时处于逻辑“ “1 1” ”状态，当发状态，当发 送器要发送一帧数据时，首先发出一个逻辑送器要发送一帧数据时，首先发出一个逻辑“ “0 0” ”信号，这信号，这 个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通信线传给接收器，个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通信线传给接收器， 当接收器检测到这个逻辑低电平后，就开始准备接收数据当接收器检测到这个逻辑低电平后，就开始准备接收数据 位信号。因此起始位表示一帧数据传送的开始。位信号。因此起始位表示一帧数据传送的开始。紧跟在起始位后紧跟在起始位后 的是的是数据位数

6、据位。数据位。数据位 的位数可以是的位数可以是5 5、6 6、 7 7、8 8位，传输时低位位，传输时低位 在先，高位在后。在先，高位在后。奇偶校验位奇偶校验位：串行通信用：串行通信用 于远距离数据传送时，受到的于远距离数据传送时，受到的 干扰较大，为了保证数据传送干扰较大，为了保证数据传送 的可靠性，可在每帧数据的数的可靠性，可在每帧数据的数 据位后，加上奇偶校验位。据位后，加上奇偶校验位。 奇校验：发送字符中（包括校奇校验：发送字符中（包括校 验位内）含验位内）含“ “1 1” ”的个数为奇数。的个数为奇数。 偶校验：发送字符中（包括校偶校验：发送字符中（包括校 验位内）含验位内）含“ “

7、1 1” ”的个数为偶数。的个数为偶数。 停止位停止位是一帧是一帧 数据的结束标数据的结束标 志，跟在奇偶志，跟在奇偶 校验位或数据校验位或数据 位（无奇偶校位（无奇偶校 验位时）之后，验位时）之后， 可以是可以是1 1位、位、 1.51.5位、位、2 2位。位。异步串行异步串行通信的线路比较简单，但是每一帧中的位数通信的线路比较简单，但是每一帧中的位数 比较少，而且还要有启始位、终止位等用于同步的位，比较少，而且还要有启始位、终止位等用于同步的位， 所以传送的效率不高、速度比较慢。所以传送的效率不高、速度比较慢。同步方式同步方式在数据传送时省去了起始位和停止位，一帧在数据传送时省去了起始位和

8、停止位，一帧 可以连续传送若干个字节，所以其速度高于异步传送，可以连续传送若干个字节，所以其速度高于异步传送， 但对硬件结构要求较高。但对硬件结构要求较高。三、通信方向三、通信方向三、通信方向三、通信方向串行通信有串行通信有单工通信单工通信、半双工通信半双工通信和和全双工通信全双工通信3 3 种方式。种方式。单工通信单工通信：数据只能单方向地从一端向另一端传送：数据只能单方向地从一端向另一端传送, , 半双工通信半双工通信：数据可以双向传送，但任一时刻只能向一个方向：数据可以双向传送，但任一时刻只能向一个方向传送，即分时双向传送数据，传送，即分时双向传送数据， 全双工通信全双工通信：数据可同时

9、向两个方向传送，全双工通信效率最：数据可同时向两个方向传送，全双工通信效率最高，适用于计算机之间的通信。高，适用于计算机之间的通信。 四、波特率四、波特率波特率是通信中对数据传送速率的规定，指每秒传送波特率是通信中对数据传送速率的规定，指每秒传送 二进制数据的位数，单位为位二进制数据的位数，单位为位/ /秒（秒（bit/sbit/s）。）。例如：在某异步串行通信中，每传送一个字符需要例如：在某异步串行通信中，每传送一个字符需要 1010位（位（1 1位起始位、位起始位、8 8个数据位、个数据位、1 1位停止位），如果采用位停止位），如果采用 波特率为波特率为48004800波特进行串行通信，则

10、每秒可以传送波特进行串行通信，则每秒可以传送480480个个 字符。在串行通信中，收、发双方必须按照同样的速率进字符。在串行通信中，收、发双方必须按照同样的速率进 行串行通信，即收发双方采用相同的波特率。行串行通信，即收发双方采用相同的波特率。在串行传输中，二进制数据序列是以数字信号波形的在串行传输中，二进制数据序列是以数字信号波形的 形式出现的，发送时，在发送时钟作用下将发送移位寄存形式出现的，发送时，在发送时钟作用下将发送移位寄存 器的数据串行移位输出；接收时，在接收时钟的作用下将器的数据串行移位输出；接收时，在接收时钟的作用下将 通信线上传来的数据串行移入移位寄存器。发送时钟和接通信线上

11、传来的数据串行移入移位寄存器。发送时钟和接 收时钟也可称为移位时钟，产生移位时钟的电路称为波特收时钟也可称为移位时钟，产生移位时钟的电路称为波特 率发生器。率发生器。五、通信线的连接五、通信线的连接根据传输线路的电气特性，串行通信的传输速率随传输根据传输线路的电气特性，串行通信的传输速率随传输 距离的增加而降低，通信距离不同，电路的连接方式也不距离的增加而降低，通信距离不同，电路的连接方式也不 相同。相同。1 1、如果近距离、如果近距离，又不使用握手信号，通信双方的连，又不使用握手信号，通信双方的连 接只需接只需3 3根信号线：根信号线：TXDTXD（串行数据发送线）、（串行数据发送线）、RX

12、DRXD（串行（串行 数据接收线）和数据接收线）和GNDGND（地线），直接以（地线），直接以TTLTTL电平连接。电平连接。2 2、如果距离在、如果距离在15m15m左右左右，需将，需将TTLTTL电平转换为电平转换为RS232RS232 电平，以提高信号的幅度，增加传输距离。电平，以提高信号的幅度，增加传输距离。3 3、如果用电话线实现远距离通信、如果用电话线实现远距离通信，由于电话线路是按照频，由于电话线路是按照频 率较低的音频信号来设计的，而数字信号的频带非常宽，到率较低的音频信号来设计的，而数字信号的频带非常宽，到 了接收方就会有很大失真，以至于出现差错。了接收方就会有很大失真，以至

13、于出现差错。因此，传送时发送方首先将数字信号因此，传送时发送方首先将数字信号“ “0 0” ”、“ “1 1” ”转换成不同转换成不同 频率模拟信号，然后通过电话线传输，在接受方，再把上述频率模拟信号，然后通过电话线传输，在接受方，再把上述 不同频率的正弦波信号还原成数字信号不同频率的正弦波信号还原成数字信号“ “0 0” ”、“ “1 1” ”。这种把数字。这种把数字 信号转换成正弦波信号的过程叫做调制，能够完成调制任务信号转换成正弦波信号的过程叫做调制，能够完成调制任务 的装置叫做调制器；把正弦波信号转换成数字信号的过程叫的装置叫做调制器；把正弦波信号转换成数字信号的过程叫 做解调，能够完

14、成解调任务的装置叫做解调器。做解调，能够完成解调任务的装置叫做解调器。 六、六、RS-232RS-232简介简介1 1、RS-232RS-232的信号的信号RS-232RS-232是一种串行通信标准，是由美国电机工业协会是一种串行通信标准，是由美国电机工业协会 （EIAEIA）为了利用电话线及调制解调器进行数据通信而制）为了利用电话线及调制解调器进行数据通信而制 定的，它对信号的功能、电气特性、连接器等都作了明定的，它对信号的功能、电气特性、连接器等都作了明 确的规定。确的规定。PCPC机采用的是机采用的是9 9针针D D型连接器。型连接器。RS-232RS-232除了基本的数据收发线除了基本

15、的数据收发线TXDTXD、RXDRXD外，还有用外，还有用 于收发双方联络、协调的握手信号。于收发双方联络、协调的握手信号。（1 1）基本的数据传送引脚）基本的数据传送引脚TXDTXD：数据输出端，串行数据由此送出。数据输出端，串行数据由此送出。RXDRXD：数据输入端，串行数据由此输入。数据输入端，串行数据由此输入。GNDGND：信号地线。信号地线。在串行通信中，最简单的通信只需连接这在串行通信中，最简单的通信只需连接这3 3根线。在根线。在 PCPC机与机与PCPC机之间，机之间，PCPC机与单片机之间、单片机与单片机机与单片机之间、单片机与单片机 之间的数据通信大多采用这种连接方式。之间

16、的数据通信大多采用这种连接方式。 握手信号握手信号RTSRTS：请求发送信号，输出。请求发送信号，输出。CTSCTS：清除传送，是对清除传送，是对RTSRTS的响应信号，输入。的响应信号，输入。DSRDSR：数据通信准备就绪，输入。数据通信准备就绪，输入。DTRDTR：数据终端就绪，表明计算机已做好接收准备，输出。数据终端就绪，表明计算机已做好接收准备，输出。DCDDCD：数据载波检测，输入。数据载波检测，输入。当一台当一台PCPC机与调制解调器相连，要向远方发送数据时，机与调制解调器相连，要向远方发送数据时， 如果如果PCPC机作好了发送准备，就用机作好了发送准备，就用RTSRTS信号通知调制解调器；信号通知调制解调器； 当调制解调器也作好发送数据的准备，就向当调制解调器也作好发送数据的准备，就向PCPC机发出机发出CTSCTS信信 号，号，RTSRTS和和CTSCTS这对握手信号沟通后，就可以进行串行数据这对握手信号沟通后，就可以进行串行数据 发送了。发送了。 当当PCPC机要从远方接收数据时，如果机要从远方接收数