43 串行通信接口.pptx

4.3串行通信接口串行通信是数据一位接一位地顺序传送。其特点是通信线路简单只要一对传输线就可以实现通信(如电话线)从而大大地降低了成本特别适用于远距离通信。缺点是传送速度慢。图4―10为以上两种通信方式的示意图。由图4―10可知假设并行传送N位数据所需时间为T那么串行传送的时间至少为NT实际上总是大于NT的。图4―10通信的两种基本方式(a)并行通信；(b)串行通信串行通信可分为异步传送和同步传送两种基本方式。1)异步传送方式异步传送的特点是数据在线路上的传送不连续。在传送时数据是以一个字符为单位进行传送的。它用一个起始位表示字符的开始用停止位表示字符的结束。异步传送的字符格式如图4―11(a)所示。一个字符由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位4个部分组成（一帧数据）。起始位为0信号占1位；其后接着的就是数据位它可以是5位、6位、7位或8位传送时低位在先、高位在后；再后面的1位为奇偶校验位可要也可以不要；最后是停止位它用信号1来表示字符的结束可以是1位、1位半或2位。图4―11串行异步传送的字符格式(a)字符格式；(b)有空闲位的字符格式例如采用串行异步通信方式传送ASCII码字符‘5’规定为7位数据位1位偶校验位1位停止位无空闲位。由于‘5’的ASCII码为35H其对应7位数据位为0110101如按低位在前、高位在后顺序排列应为1010110。前面加1位起始位后面配上偶校验位1位0最后面加1位停止位1因此传送的字符格式为0101011001其对应的波形如图4―12所示。图4―12传送ASCII码字符‘5’的波形图在串行异步传送中CPU与外设之间事先必须约定(协议)：①字符格式。双方要事先约定字符的编码形式、奇偶校验形式及起始位和停止位的规定。例如用ASCII码通信有效数据为7位加1个奇偶校验位、1个起始位和1个停止位共10位。当然停止位也可大于1位。②波特率(Baudrate)。波特率就是数据的传送速率即每秒钟传送的二进制位数单位为位/秒。它与字符的传送速率(字符/秒)之间存在如下关系：波特率=（位/字符）×（字符/秒）=位/秒要求发送端与接收端的波特率必须一致。例如假设字符传送的速率为120字符/秒而每1个字符为10位那么传送的波特率为10位/字符×120字符/秒=1200位/秒=1200波特每1位二进制位的传送时间Td就是波特率的倒数例如上例中Td=1/1200=0.833ms2)同步传送在异步传送中每1个字符都要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志占用了一定的时间。为了提高传送速度有时就去掉这些标志而采用同步传送即1次传送1组数据。在这1组数据的开始处要用同步字符SYN来加以指示如图4―13所示。图4―13同步传送2.数据传送方向串行通信的数据传送方向有3种形式。(1)单工方式。如图4―14(a)所示A端为发送站B端为接收站数据仅能从A站发至B站。(2)半双工方式。如图4―14(b)所示数据既可从A站发送到B站也可以由B站发送到A站。不过在同一时间只能作1个方向的传送。(3)全双工方式。如图4―14(c)所示每个站(A、B)既可同时发送也可同时接收。图5―14串行通信的三种方式(a)单工方式；(b)半双工方式；(c)全双工方式3.信号的调制和解调计算机通信是1种数字信号的通信如图4―15所示。它要求传送线的频带很宽而在长距离通讯时通常是利用电话线来传送的该线不可能有这样宽的频带。如果用数字信号经过传送线直接通讯信号就会畸变如图4―16所示。图5―16数字信号通过电话线传送产生的畸变因此要在发送端用调制器(Modulator)把数字信号转换为模拟信号在接收端用解调器(Demodulator)检测此模拟信号再把它转换成数字信号如图4―17所示。FSK(FrequencyShiftKeying)是1种常用的调制方法它把数字信号的“1”与“0”调制成不同频率的模拟信号其工作原理如图4―18所示。图4―18FSK调制法原理图4.数据终端与调制器的接口调制后的信号与数据终端连接时经常使用EIARS-232C接口。它是目前最常用的1种串行通信接口。这是1种有25(或9个)个管脚的D型连接器不但它的每一个管脚的规定是标准的而且对各种信号的电平规定也是标准的因而便于互相连接。其最基本的最常用的信