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1、1微机接口技术微机接口技术 INTERFACE TECHNOLOGY OF MICROCOMPUTER SYSTEMS主讲教师主讲教师: 韩阳韩阳 Michael2012-4-5北京化工大学北京化工大学 BUCT 信息科学与技术学院信息科学与技术学院本科课程教学本科课程教学 CSE32502E本科本科2009级级VERSION CSE32502E200901-0304 COPYRIGHT 2009CSE&MIC 2012.2.13. ALL RIGHTS RESERVED.8.1 8.1 串行传送的基本概念串行传送的基本概念8.2 8.2 串行通信的数据格式串行通信的数据格式8.3 8.3 串
2、行通信接口标准串行通信接口标准8.4 8.4 串行通信接口的任务及组成串行通信接口的任务及组成8.5 8.5 可编程串行接口芯片可编程串行接口芯片8251A8251A8.6 8.6 RSRS- -232C232C全双工异步串行通信接口电路设计全双工异步串行通信接口电路设计8.7 8.7 采用采用RSRS- -485485标准的异步串行通信接口电路设计标准的异步串行通信接口电路设计8.8 8.8 PCPC微机异步通信适配器的分析和使用（略）微机异步通信适配器的分析和使用（略）第八章第八章串行通信接口串行通信接口 串行传送的特点串行传送的特点 串行数据传送方向串行数据传送方向 信号的调制和解调信号
3、的调制和解调 信息的检错与纠错信息的检错与纠错 波特率与发送接收波特率与发送接收/ /时钟时钟 串行通信的基本方式串行通信的基本方式返回返回8.1 8.1 串行传送的基本概念串行传送的基本概念1.1.数据在一根传输线上一位一位的传送数据在一根传输线上一位一位的传送 , , 既传送数据信息既传送数据信息 , , 又传送联络控制信息。又传送联络控制信息。2. 2. 串行传送分串行传送分异步异步和和同步同步两种数据格式两种数据格式( (或或 通信方式通信方式) )。3.3.串行通信对信号的逻辑定义与串行通信对信号的逻辑定义与TTLTTL不兼容不兼容, , 需进行逻辑关系和逻辑电平的转换。需进行逻辑关
4、系和逻辑电平的转换。4.4.串行传送信息的双方要约定通信传输的波串行传送信息的双方要约定通信传输的波 特率。特率。返回返回特点：特点：基本传送方式基本传送方式 ( (按数据流的方向按数据流的方向) ) 全双工全双工图图8 8- -1 1半双工半双工图图8 8- -2 2单工单工图图8 8- -3 3 返回返回串行通信中，数据通常是在二个站（点串行通信中，数据通常是在二个站（点 对点）之间进行传送，按照数据流的对点）之间进行传送，按照数据流的方向方向 可分成三种传送模式可分成三种传送模式: :按照方向按照方向分类：分类：信号的调制和解调：信号的调制和解调：5 5 0 0 0 0 0 01 1 0
5、 0 0 0波波 特特 率率英英 尺尺 ( (最最 大大 传传 输输 距距 离离 ) )5 5 0 0 P P F F / / 英英 尺尺 分分 布布 电电 容容 非非 平平 衡衡 双双 屏屏 蔽蔽 线线对于同一种传输线，传输的距离随传输率的增加而减少。对于同一种传输线，传输的距离随传输率的增加而减少。计算机的通信要求传送数字信号，计算机的通信要求传送数字信号， 而在进行远程数据通信时，线路往往而在进行远程数据通信时，线路往往 是借用现有的公用电话网，电话网是是借用现有的公用电话网，电话网是 为音频模拟信号而设计的。一般为为音频模拟信号而设计的。一般为 3003003400Hz,3400Hz,
6、不适合于数据信号。不适合于数据信号。调调制器制器 MODULATORMODULATOR在发送时将二进制信号调制成相应的音频信号在发送时将二进制信号调制成相应的音频信号解调器解调器 DEDE- -MODULATORMODULATOR 把从通信链路上收到的模拟音频信号转换成把从通信链路上收到的模拟音频信号转换成 数字信号数字信号因此需要对二进制信号进行因此需要对二进制信号进行调制调制，以适，以适 合在电话网上传输相应的音频信号，合在电话网上传输相应的音频信号， 在接收时，需要进行在接收时，需要进行解调解调，还原成数字还原成数字 信号。信号。计算机计算机MODEMMODEM模拟信号模拟信号数字信号数
7、字信号数字信号CRT101010 10 10 10图图9.3 9.3 调制电话线调制电话线调制器和解调器常做在一个装置中调制器和解调器常做在一个装置中 =调制解调器调制解调器 MODEMMODEM最基本的调制方法有以下几种：最基本的调制方法有以下几种： （1 1）调幅（）调幅（AMAM） 即载波的即载波的振幅振幅随基带数字信号而变化随基带数字信号而变化. . “1 1”对应有载波对应有载波 “0 0” 对应无载波对应无载波 （2 2）调频（）调频（FMFM） 即载波即载波频率频率随数字信号而变化随数字信号而变化 “0 0”对应对应”f1f1” “1 1”对应对应“f2f2” (3)(3)调相（
8、调相（PMPM） 即载波初始即载波初始相位相位随基带数字信号而变化随基带数字信号而变化. . “ 0 0”对应相位对应相位0 0度度 “1 1”对应相位对应相位180180度度f1f2FMAM0 1 0 0 1 10 0度度180180度度PM调制方法调制方法: :PSK - 001101图8-5返回返回返回返回振幅键控(ASK):用调幅(AM)法频移键控频移键控(FSK):(FSK):用调频用调频(FM)(FM)法法相移键控相移键控(PSK):(PSK):用调相用调相(PM)(PM)法法振幅键控振幅键控(ASK):(ASK):用调幅用调幅(AM)(AM)法法调制解调器调制解调器检错检错: :
9、如何发现错误如何发现错误奇偶校验奇偶校验( (用于基本通信规程中用于基本通信规程中) ) 方阵校验方阵校验( (用于基本通信规程中用于基本通信规程中) ) 循环冗余码循环冗余码(CRC)(CRC)( (用于高级通信规程中用于高级通信规程中) )纠错纠错：如何纠正错误：如何纠正错误 反馈重发方式反馈重发方式-基本基本 自动纠错方法自动纠错方法-高级高级检错与纠错检错与纠错检错检错检查每个字符（包括检验位）中检查每个字符（包括检验位）中“1 1”的的 总个数是奇数或偶数。总个数是奇数或偶数。如：偶校验如：偶校验 11000011110000110 0保证为偶数个保证为偶数个1 1 00001101
10、000011011 1保证为偶数个保证为偶数个1 1校验位校验位奇偶校验奇偶校验CRCCRC校验校验Cyclic Redundancy Check Cyclic Redundancy Check 循环冗余码校验循环冗余码校验利用编码原理对传送的二进制代码序列以某利用编码原理对传送的二进制代码序列以某 种规则产生一定的校验码：种规则产生一定的校验码：返回返回x xx x x x x xx xx x+ + + + + + +n nn n - -1 1 3 32 21 10 0式式中中含含有有幂幂次次项项的的地地方方为为二二进进制制数数，对对应应位位为为1 1 不不含含幂幂次次项项的的地地方方对对应
11、应位位为为0 0例例如如： X X+ +X X+ +1 1，则则二二进进制制数数为为1 10 00 01 11 14 4波特率波特率：每秒钟传输的二进制位数：每秒钟传输的二进制位数（bit/sbit/s）位周期位周期：传送：传送1 1位所需的时间位所需的时间波特率波特率= =1 1/ /位周期位周期常用的标准波特率是：常用的标准波特率是： 110110，300300，600600，12001200，24002400 48004800，96009600，19200b/s19200b/s波特率与发送接收时钟波特率与发送接收时钟例例: : 在异步串行通信中在异步串行通信中, ,传送一个字符有传送一个
12、字符有1212位位（一个起始位一个起始位, ,8 8个数据位个数据位, ,一个奇偶位一个奇偶位, ,2 2个停个停止位止位）, ,若波特率是若波特率是12001200b/sb/s：则每秒钟能传送的字符数是则每秒钟能传送的字符数是12001200/ /1212= =100100个个，即字符速率即字符速率100100个个/ /秒秒发送发送/ /接收时钟频率接收时钟频率= =波特率波特率波特因子波特因子(Factor(Factor)|常取常取1,16,64在串行传输过程中，二进制数据序列是以数字信号在串行传输过程中，二进制数据序列是以数字信号 波形的形式出现，要把这个数字波形定时发送出去，或波形的形
13、式出现，要把这个数字波形定时发送出去，或 接收进来，发方和收方之间的数据传输怎样同步，由此接收进来，发方和收方之间的数据传输怎样同步，由此 引出发送引出发送/ /接收时钟。接收时钟。返回返回发送/接收时钟（1 1）异步串行通信方式：）异步串行通信方式：基本特点：基本特点：以字符为信息单位传送。每个字以字符为信息单位传送。每个字 符作为一个独立的信息单位（符作为一个独立的信息单位（1 1帧数据），可以帧数据），可以 随机出现在数据流中。随机出现在数据流中。（2 2）同步串行通信方式：）同步串行通信方式：基本特点：基本特点：以数据块（字符块）为信息单位以数据块（字符块）为信息单位 传送，每帧信息包
14、括成百上千个字符，收传送，每帧信息包括成百上千个字符，收/ /发两发两 端必须使用同一时钟来控制数据块传输中字符与端必须使用同一时钟来控制数据块传输中字符与 字符、字符内部位与位之间的定时。字符、字符内部位与位之间的定时。串行通信的基本方式串行通信的基本方式因此：因此：异步异步串行通信一般用在数据传送时间串行通信一般用在数据传送时间不能确知不能确知，发送数据不连续发送数据不连续，数据量较少数据量较少和数据传送速率较低的场合；和数据传送速率较低的场合；同步同步串行通信则用在要求快速串行通信则用在要求快速、连续连续传输大批量数据的场合传输大批量数据的场合。通信协议：通信协议： 是指通信双方的一种约
15、定，包括对数据格式、同是指通信双方的一种约定，包括对数据格式、同 步方式，传送速度、传送步骤、检纠错方式等问题步方式，传送速度、传送步骤、检纠错方式等问题 作出统一规定。也称通信控制规程。作出统一规定。也称通信控制规程。ISO（Inter national Standard Organization） 国际标准化组织。国际标准化组织。 OSI（Open System Interconnection） 开放系统互连参考模型。开放系统互连参考模型。8.2 串行通信的数据格式通信控制规程属于通信控制规程属于ISOS OSI七层参考模型中的数七层参考模型中的数 据链路层据链路层一、起止式异步通信数据格
16、式一、起止式异步通信数据格式二、面向字符的同步通信数据格式二、面向字符的同步通信数据格式三、面向比特的同步通信数据格式三、面向比特的同步通信数据格式返回返回同步协议同步协议异步协议异步协议分类分类面向字符（面向字符（character Orientedcharacter Oriented）面向比特（面向比特（BitBit）面向字节计数面向字节计数第n个字符0110/10/10/10/10/10/10/110数据位（5-8位）（先送最低位）LSBMSB起 始 位奇偶 校验 位 （可有可无）停 止 位1bit 1.5bit 2bit空 闲 位 （不限）一一起止式异步通信数据格式起止式异步通信数据格式二二面向字符的同步通信数据格式面向
