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1、2018/10/21,1,微机原理及应用,第十一章 串行通信及接口电路,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 2,串行通信的基本概念,可编程串行I/O接口8251A,8251A应用举例,主要学习内容,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 3,计算机,计算机,计算机及外设,并行,串行,计算机或外设,01001001,01001001,D0,控制(选通),D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,状态,8T,0 1 00 1 00 1,并行通信与串行通信,并行通信：数据各位同时传送,串行通信：数据一位一位顺序传送,11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路
2、 4,一、串行通信的特点,1. 节省传输线,2. 传输速度慢,数据传输速度常用波特率表示,n波特= n bit/s,11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 5,二、异步通信和同步通信,在串行通行中有两种最基本的通信方式：,1. 异步通信ASYNC (Asynchronous Data Communication),11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 6,例：传送字符“ E”的ASCII波形,b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0,“ E”的ASCII码：1 0 0 0 1 0 1,0 1 0 1 0 0 0 1 0 1,
3、图 字符E传送波形,异步通信传输效率低，传输速率较慢。,起始位,奇校检,停止位,11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 7,2. 同步通信SYNS,(Synchronous Data Communication),11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 8,显然，同步传送的数据传送效率比异步传送高，传送速度也优于异步传送方式。但在通信的数据流中，要求字符与字符之间，字符内部的位与位之间都必须同步。这样，接收端与发送端必须以同一时钟实现双方的同步，因此硬件电路比较复杂。,11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行
4、通信及接口电路 9,通常同步传送适用于计算机之间的高速通信。而异步通信的效率相对比较低，但由于在通信过程中不需要传送相应的时钟信号，而是通过每一帧数据起始位和停止位来进行同步，因此对支持通信的电路要求比较低，成为一种很实用的通信方式。,11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 10,三、波特率与发送接收时钟1.波特率所谓波特率，是指单位时间内传送二进制数据的位数，其单位是位秒（b/s）。它是衡量串行数据速度快慢的重要指标。有时也用“位周期”来表示传输速率，位周期是波特率的例数。最常用的标准波特率是110 , 300,600,1200,2400 4800,9600
5、和19200b/s。2.发送/接收时钟3.波特因子所谓波特因子（Factor)是发送接收1位数据(1个数据位）所需要的时钟脉冲个数，其单位个/位。,11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 11,四、数据传送方向,1. 单工(Simplex),11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 12,2. 半双工 (Half Duplex),11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 13,3. 全双工 (Full Duplex),11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 14,
6、五、信号的调制与解调,调制器(Modulator),解调器(Demodulator),调制解调器(MODEM),11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 15,数字调制方法：振幅键控 ASK,频移键控 FSK,相移键控 PSK,11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 16,六、串行I/O的实现,当数据由计算机送至串行数据终端时，要先把并行的数据转换为串行的数据，即实现并串转换。,反之，要实现串并转换。,11.1 串行通信的基本概述,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 17,11.1 串行通信的基本概述,串行通信接口标准经
7、过使用和发展，目前已有几种。但都是在RS-232C标准的基础上经过改进而形成的。所以，以RS-232C为主来讨论。 一、RS-232接口标准 串行通信接口标准经过使用和发展，目前已有几种。但都是在RS-232C标准的基础上经过改进而形成的。所以，以RS-232C为主来讨论。,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 18,11.1 串行通信的基本概述,美国电子工业协会EIA上BELL等公司制定的通用标准串行接口 1962年公布，1969年修订 1987年1月正式改名为EIA-232D 设计目的是用于连接调制解调器 现已成为数据终端设备DTE（例如计算机）与数据通信设备DCE（例如调制解调器）
8、的标准接口,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 19,11.1 串行通信的基本概述,232C接口标准使用一个25针连接器 绝大多数设备只使用其中9个信号，所以就有了9针连接器 232C与计算机中信号不兼容，连接时要经过电平转换。,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 20,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 21,一、8251A 内部结构,Intel 8251A内部结构,11.2 可编程串行I/O接口8251A,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 22,1. 接收器,接收RXD上的串行数据，转换为并行数据接收数据缓冲器。,2. 发送器,把CPU送来的并行数据规定的
9、串行数据由TXD发送。,3. 数据总线缓冲器,CPU与8251A之间的数据通道。内部有状态缓冲器、接收数据缓冲器、发送数据缓冲器、命令缓冲器。,11.2 可编程串行I/O接口8251A,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 23,4. 读/写控制逻辑,接收CPU输出的控制信号，实现对8251A内部寄存器的读/写。,5. 调制解调控制电路,11.2 可编程串行I/O接口8251A,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 24,二、8251A的接口信号,11.2 可编程串行I/O接口8251A,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 25,8251A作为CPU与外设或调制解调器之间的
10、接口，如下图所示,DTR,DSR,RTS,CTS,RXC,D7-0,TXC,TXD,CPU,外设或调制器,RD,WR,TXRDY,TXE,RXRDY,SYNDET,8251,CS,AB,GND,译码器,RXD,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 26,接口信号分为二组：,1. 与CPU的接口信号, D0D7: 三态双向数据总线,11.2 可编程串行I/O接口8251A,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 27, TXRDY(Transmitter Ready):发送准备好。, TXE (Transmitter Empty):发送器空信号。, RXRDY (Receiver Re
11、ady): 接收器准备好。,有效，表示发送器中的并串转换器为空。,有效表示发送数据缓冲器为空。可以为作状态信号或中断请求信号,有效，表示8251A已接收到一个字符，可以传送给CPU。可以作为状态信号或中断请求信号。,11.2 可编程串行I/O接口8251A,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 28,2. 与外设或MODEM的接口信号,数据终端准备好。,输出，低有效，表示8251A准备就绪。,输入，低有效，表示外设或MODEM已准备好。,11.2 可编程串行I/O接口8251A,微机原理及应用第11章 串行通信及接口电路 29,输出信号，低有效，用于通知外设或MODEM，8251A要求发送。,
