串行通信基础知识

串行通信基础并行通信一次传送多位，速度较快占用线路多，成本较高传送距离小（3m以内）应用范围有限一、串行通信的基本特点1.在1根传输线上,按位传输各种信息;2.传输的数据有固定的 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 ;3.对信号的逻辑定义和电平与TTL不兼容;4.串行通信要求双方数据传输的速率必须一致;5.串行通信易受干扰,需要进行差错的检测与控制;6.串行通信既可以用于近距离,又可以用于远距离。二、串行通信传输的工作方式（制式）1.全双工(FullDuplex）数据的发送和接收分别由两根可以在两个不同的站点同时发送和接收的传输线进行传送，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作。发送器接收器发送器接收器A站B站特点：①每一端都有发送器和接收器②有二条传送线应用：交互式应用，远程监测控制2.半双工（HalfDuplex）使用同一根传输线，既可发送数据又可接收数据，但不能同时收送数据，这样的传送方式就是半双工（HalfDuplex）制。发送器接收器发送器接收器A站B站特点：①每端需有一个收/发切换电子开关②因有切换，会产生时间延迟应用：打印机串口，单向传送设备，发送器→接收器三、信息的检错与纠错检错：如何发现传输中的错误，称为检错。纠错：如何消除错误，称为纠错错误检测只在接收方进行；异步串行通信中常见错误：奇偶校验错、溢出错、帧格式错。四、信号的调制与解调计算机的通信是要求传送数字信号，而在进行远程数据通信时，线路往往是借用现有的公用网，网是为音频模拟信号的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的。一般为300～3400Hz，不适合于数字信号。调制（Modulating）把数字信号转换为线路传送的模拟信号解调（Demodulating）将线路的模拟信号转换为数字信号调制解调器MODEM具有调制和解调功能的器件频移键控法FSK、幅移键控法ASK、相移键控法PSK调制与解调示意图计算机10101010MODEM电话线MODEM101010101010数字信号模拟信号数字信号计算机五、串行通信中的传输速率控制1.数据传输速率控制的实现方法串行通信双方的传输速率要严格一致。数字通信中，传输速率也称为波特率，单位为波特。数据传输速率的控制是通过波特率时钟发生器和设置波特率因子来实现的。2.波特率与发送/接收时钟波特率:每秒传输串行数据的位数，单位是位/秒（bps）发送/接收时钟（TxC/RxC）波特因子(Factor):发送/接收1位数据所需要的时钟脉冲个数。发送/接收时钟=波特率x波特因子为保证通信的正确性，串行通信双方应使用相同的波特率，但发送/接收时钟的频率可以不同。六、串行通信方式与通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 1.串行通信的基本方式异步通信方式以字符为单位传输，字符与字符之间的传输是异步的，而字符内部位与位之间的传输是同步的。同步通信方式以数据块（字符块）为单位传输，不仅要求字符内部位与位之间的传输是同步的，而且要求字符与字符之间的传输也是同步的。2.通信协议（protocal）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、检纠错方式等问题作出统一规定。也称通信控制规程。ISO（InternationalStandardOrganization）国际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化组织。OSI（OpenSystemInterconnection）开放系统互连参考模型。同步协议异步协议分类面向字符（characterOriented）面向比特（Bit）(1)起止式异步通信数据格式若干位表示一个字符以字符为单位，形成一个完整信息帧传送字符的时间是随机的收发双方帧格式必须相同收发双方波特率必须相同(2)同步通信数据格式若干字符组成数据块数据块前附加同步字符或标志符数据块后附加校验字符或标志符收发双方的数据必须保持位同步收发双方必须用时钟同步七、串行通信接口标准1、EIA-RS-232C接口标准RS-232C标准是美国EIA（电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的，1969年公布的通信协议。设计目的是用于连接调制解调器。数据终端设备DTE与数据通信设备DCE的标准接口。可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机。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包括两个信道：主信道和次信道次信道传输速率比主信道要低得多，其他跟主信道相同，较少使用DB-25型和DB-9型连接器RS-232C的信号线定义TxD：串行数据的发送端RxD：串行数据的接收端RTS：请求发送当数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效的RTS信号，用于通知数据通信设备准备接收数据CTS：清除发送（允许发送）当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传送数据时，发出CTS有效信号来响应RTS信号RTS和CTS是数据终端设备与数据通信设备间一对用于数据发送的联络信号DTR：数据终端准备好表示计算机或终端设备可以使用DSR：数据通信设备准备好表示MODEM可使用DTR和DSR是一对状态线GND：信号地RI：振铃指示调制解调器收到通过交换台送来的通信链路上的呼叫信号时,该信号有效.CD：载波检测（DCD）调制解调器接收到由通信链路另一端送来的数据载波信号时，该信号有效,表示数据链路已接通.RS-232C信号线的使用（1）使用MODEM,并通过交换式系统的线进行长距离通信.电话线MODEM微机2345678202223456782022MODEM23456782022数据装置准备好DSR数据终端准备好DTR发送数据TxD接收数据RxD请求发送RTS允许发送CTS信号地GND载波检测CD振铃指示RI微机23456782022通信过程：使用RI和DTR信号来建立通信链路，MODEM收到交换台送来的振铃呼叫时，通过RI信号通知计算机或终端，计算机或终端用DTR信号作为RI信号的回答，从而建立起通信链路。当计算机或终端的RTS信号送到发送端的MODEM，并得到MODEM的CTS信号时，才通过TxD线发送数据。当DCD信号有效时，MODEM把接收到的数据，通过RxD线送至计算机或终端。(2)近距离通信(15米以内)，不使用MODEM(零MODEM方式)零MODEM方式不使用联络信号的3线连接微机TxDRxDGND微机零MODEM方式“伪”使用联络信号的3线连接微机微机DSRDTRTxDRxDRTSCTSGNDRTS和CTS各自互接(DB-9的7和8)DTR和DSR各自互接（DB-9的4和6）表明请求传送总是允许、数据装置总准备好零MODEM方式使用联络信号的多线连接微机DSRDTRTxDRxDRTSCTSGND微机RS-232C的电气特性232C接口采用EIA电平高电平为＋3V～＋15V低电平为－3V～－15V实际常用±12V或±15V标准TTL电平高电平：＋2.4V～＋5V低电平：0V～0.4V相互转换EIA电平与TTL电平的转换MC1488MC1489RS-232TTLEIA电平-15V+15VTTL+5VMAX232可以实现双向转换2.RS-485接口标准（RS-232C改进型标准）（1）采用双线平衡方式传输；（2）采用两条传输线的电位差决定逻辑电平,抗共模干扰能力强。AA´-BB´<-200mV，表示“0”；AA´-BB´>+200mV，表示“1”（3）允许多点对多点通信（4）传送距离远，传输速率高。传输速率：100Kbps<1.2Km不用MODEM10Mbps<15m串行通信接口的任务及组成一、串行通信接口的基本任务1.实现数据格式化2.进行串/并转换3.控制数据传送速率4.进行错误检测5.进行TTL与EIA电平转换6.提供符合EIA-RS-232C接口标准所要求的信号线二、串行通信接口电路的组成1.可编程的串行接口芯片2.波特率发生器3.TTL与EIA电平转换器4.地址译码电路串行通信接口芯片8251A一、8251A的外特性及内部结构可工作于串行异步通信方式，也可工作于同步通信方式。能够以单工、半双工、全双工方式进行串行通信。对于异步通信方式，数据帧格式为1个起始位，5～8个数据位、0/1个奇偶校验位、1/1.5/2个停止位；对于同步通信方式，可为单同步、双同步或者外同步，同步字符可由程序设定。异步通信的波特率因子可设定为1、16或64，波特率可设定为为0～19.2Kbps；同步通信时，波特率为0～64Kbps。提供与外部设备（MODEM）的“握手”信号，便于直接和通信线路连接。TxRDY（TransmitterReady）发送器准备好信号，高电平有效。当8251A允许发送（即CTS*是低电平且操作命令字的TxEN位=1），并且发送数据／命令缓冲器为空时，此信号有效。TxE（TransmitterEmpty）发送器空信号，高电平有效。TxRDY有效：发送数据缓冲器已空。TxE有效：发送移位寄存器已空。TxRDY有效，TxE可能无效，TxE有效时，TxRDY一定有效。RxRDY（ReceiverReady）接收器准备好信号，高电平有效。若命令寄存器的RxE位被置1（允许接收），则当8251A已经从它的串行输入端接收了一个字符，并完成了格式变换后，此信号有效。8251A有2个端口:命令口（CS*=0，C/D*=1）、数据口（CS*=0，C/D*=1）命令字写到命令口；对命令口执行读操作，得到8251A的状态字发送的数据送到数据口对数据口执行读操作，得到对方发来的数据。TxRDY（TransmitterReady）发送器准备好信号，高电平有效。当8251A允许发送（即CTS*是低电平且操作命令字的TxEN位=1），并且发送数据／命令缓冲器为空时，此信号有效。TxE（TransmitterEmpty）发送器空信号，高电平有效。TxRDY有效：发送数据缓冲器已空。TxE有效：发送移位寄存器已空。TxRDY有效，TxE可能无效，TxE有效时，TxRDY一定有效。RxRDY（ReceiverReady）接收器准备好信号，高电平有效。若命令寄存器的RxE位被置1（允许接收），则当8251A已经从它的串行输入端接收了一个字符，并完成了格式变换后，此信号有效。8251A有2个端口:命令口（CS*=0，C/D*=1）、数据口（CS*=0，C/D*=1）命令字写到命令口；对命令口执行读操作，得到8251A的状态字发送的数据送到数据口对数据口执行读操作，得到对方发来的数据。二、8251A的编程初始化控制字（写方式控制字、命令控制字）。读状态字。方式/命令控制字占用同一个口地址，按写入的先后顺序来区分。8251A的方式控制字复位后首先写入，一次复位只能写入一次8251A的命令控制字必须在方式控制字写入后写入，且允许多次写入8251A的状态字DSR（DataSetReady）：数据设备准备好，其状态与DSR引脚相同；SYNDET：同步检测标志，与引脚定义相同；FE（FrameError）：帧错，仅对异步方式时有效。当FE=1时，表示异步帧格式有错，接收器不能检测到有效的停止位；OE（OverflowError）：溢出错。当OE=1时，表示接收器收到的字符未被CPU及时取走，又收到新的字符，从而造成字符丢失；PE（ParityError）：校验错。当检测出校验错误时，PE＝1；TxE：发送缓冲器空，其状态与TxE引脚相同；RxRDY：接收准备好标志，其状态与RxRDY引脚相同；TxRDY：发送准备好标志，其状态与TxRDY引脚基本相同。当8251A允许发送（即CTS*是低电平且操作命令字的TxEN位=1），并且发送缓冲器为空时，TxRDY引脚信号有效。设8251A工作在异步方式，字符长度为8位，1位停止位，奇校验，波特率系数为16三、8251A的应用举例发送端初始化程序与发送控制程序如下：STT：MOVDX，CPORT1；8251A控制端口口地址MOVAL，01011110B；方式选择控制字OUTDX，ALMOVAL，00010001B；允许发送，复位出错标志OUTDX，ALMOVSI，OFFSETBUFF1；置发送数据缓冲区指针MOVCX，CONTER1；置发送数据长度NEXT：MOVDX，CPORT1INAL，DX；取状态TESTAL，1；TxRDY位为1吗？JZNEXT；否，等待TxRDY有效MOVDX，DPORT1；8251A数据端口口地址MOVAL，[SI]；向8251A输出一个字节数据OUTDX，ALINCSI；准备下一个输出数据LOOPNEXT；直到全部数据输出完