微机原理15讲解.ppt

第15章 串行通信及接口电路 15.1 串行通信的基本概念 15.1.1 串行通信的特点： 数据在单条1位宽的传输线上按时间先后一位一位地传送；节省传输线（优点）；数据传输率较低（缺点）。 主要适用于长距离、低速率的通信中。 15.1.2 串行通信涉及的常用术语 1. 单工、半双工和全双工( 数据通信的方向性结构） (1)单工（Simplex) 特点：仅能进行一个方向的数据传送 (2) 半双工（Half Duplex） 特点：数据可以在两个方向上进行传送，但是这种传送绝不能同时进行。【双向，但不同时】 (3) 全双工（Full Duplex） 特点：能够在两个方向同时进行数据传送。 数据传输率 每秒传输的二进制位数，单位为bps（bit per second ）也称比特率。 波特率―――每秒传输的“符号”（也称信号码元—Signal Element）的个数。 【例如，每秒传送1个符号，则波特率为1波特】 在计算机中，一个“符号”的含义为高、低两种电平，分别代表逻辑值“1”和“0”，所以每个符号的信息量为1比特，此时波特率与比特率刚好一致。 但在其他一些场合（例如通信中采用的“相一幅”复合调制技术一个“符号”的信息含量就不是一个比特，此时，波特率就不等于比特率。 标准 波特率系列：50，75，110，150，300，600，1200，…… 现在的电话网是模拟通信系统，它是为传输话音信息而设计的。要在电话网上传送数字信号，必须经过调制和解调。 实现调制和解调两个过程的设备称为“调制解调器”（Modulator Demodulator－Modem） 方法：选取音频范围某一频率的正（余）弦模拟信号作为载波，用以运载所要传送的数字信号。要用传送的数字信号改变载波信号的幅值、频率或相位，使之在信道上传送；到达信道另一端，再将数字信号从载波中取出。 波特率因子 F（时钟频率）＝波特率因子＊波特率 波特率因子：数据传输率（波特率）与时钟频率之间的比例系数. 给定时钟频率，选择不同的波特率因子可得到不同的波特率。 例如：f = 19.2 kHz，若选波特率因子为16，则波特率为1200 bps。 若选定波特率因子和波特率，则相应的确定了对时钟频率的要求。 1200＊16＝19200（时钟频率）→若外部时钟电路的频率F＝1MHz，需用8253分频，试计算分频系数（8253的计数初值）＝？ 8253计数初值＝时钟频率／（波特率＊波特率因子）［实验］ 异步方式与同步方式 (1) 异步方式（Asynchronous）：也称“起止同步式”。 串行异步传输数据格式： （2）同步方式（Synchronous） 串行同步通信信息格式 同步通信的效率（协议开销） 例：SDLC/HDLC帧格式： 假定数据长度为2048位， 通信效率为：2048/（2048＋48）＝97% 协议开销仅为3％ 一般公式：SDLC/HDLC协议开销＝1.0－N/(N+48)，其中N为发送数据的比特数。 15.5 可编程串行通信接口8251A Intel 8251A是通用同步/异步收发器USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver/Transmitter） ，它是专为Intel 微处理器设计的，可用作CPU和串行外设的接口电路。 15.5.1 8251A的基本性能 (1) 可用于同步和异步传送。 (2) 同步传送：5～8位/字符；内部或外部字符同步；可自动插入同步字符。 (3) 异步传送： 5～8位/字符；时钟速率为通信速率的1、16、64倍。 (4) 异步传送时，可产生中止字（BreakCharacter）；可产生1、1.5、或2位的停止位；可检测假起始位；可自动检测和处理中止字符。 (5) 波特率：异步：DC-19.2K；同步：DC-64K。 (6) 全双工、双缓冲器发送和接收。 (7) 差错检测：具有奇偶错、溢出错和帧格式错等差错检测电路。 (8) 28脚双列直插式封装。 (9) 全部输入输出与TTL电平兼容；单一+5V电源；单一TTL电平时钟； Intel 8251A PROGRAMMABLE COMMUNICATION INTERFACE n???Synchronous and Asynchronous Operation n?Synchronous 5-8 Bit Characters；Internal or External Character Synchronization； Automatic Sync Insertio