微机原理与接口技术9.pdf

第一节串行通信
第九章串行通信及接口电路
两种基本的通信方式：并行通信和串行通信

•串行通信串行通信：

•可编程异步通信接口INS8250串行通讯是将传输数据的每个字符一位接一位地传送。
每一位数据都占据一个固定的时间长度。

“串行”是指外设与接口电路之间的信息传送方
式，CPU与接口之间仍按并行方式工作。

一、串行通信的类型

类型：同步通信、异步通信

1、异步通信方式
字符间异步，字符内部各位间同步。
传输一个字符时，以起始位开始，然后传输字符本身
的各位，接着传输校验位，最后以停止位结束该字符的传
输。

异步通信可以采用正逻辑或负逻辑2）波特率
在串行通讯中，用来描述数据的传输速率。
1）字符格式
波特率：单位时间内传送二进制数据的位数（位/秒，bps）。
异步通信的字符格式：
位周期：每个数据位的宽度，等于波特率的倒数。
起始位逻辑01位
数据位逻辑0或15位、6位、7位、8位
校验位逻辑0或11位或无
停止位逻辑11位、1.5位或2位
空闲位逻辑1任意数量

P297图9－1
常用波特率：

1
例：波特率=9600bps，波特率因子=16，则
3)接收/发送时钟接收时钟和发送时钟频率=9600×16=153600Hz。

发送时钟：用来决定每一位对应的时间长度。
设取波特率因子为16，通信时，接收端在检测到电平
的下降沿后，就由接收时钟开始计数，当计到8个时钟时，
接收时钟：用来测定每一位的时间长度。
对输入信号进行采样，如果仍为低电平，则确认是起始位
(不是干扰信号)，此后，每隔16个时钟脉冲对输入线进行
它们的时钟频率可以是位传输率的倍、倍或倍。
163264一次采样，直到各信息位及停止位都输入以后，采样才停
其倍数称为波特率因子。止，即一个字符传输完毕。当再检测到电平由高到低的跳
变时，接收端重新开始采样。

2、同步通信方式同步通信控制规程：面向字符型和面向位型

靠同步字符完成收发双方同步1）面向字符型的数据格式
多个字符组成信息组传送，在每组信息的开始，加特点：
上同步字符，字符组和同步字符以及需要的其他字三种同步通信数据格式：单同步、双同步和外同步
符构成一个信息帧（P298图9－2）。

2）面向位型的数据格式

特点：
同步字符字符1字符2……字符n校验字符
SDLC/HDLC（同步数据链路控制规程/高级数据链路
控制规程）：以一个标志字符开始，并且
数据块
以同一个字符结束（01111110）。

帧的概念：
所有场都是从最低有效位开始传送。
SDLC/HDLC的帧结构：P229图9－3
位的插入和删除：
标识场：标志字符。“0”
由硬件自动完成
地址场：规定与之通信的次站的地址。
例：
SDLC：宽度8位；HDLC：任意。P299
控制场：规定命令。注：1）在传输速率相同时，同步通信方式下的信息有效率
比异步方式的高。
SDLC：宽度8位；HDLC：8位或16位。
2）同步方式要求进行信息传输的双方必须使用同一个
信息场：要传送的数据。时钟进行协调。所以，在传输数据的同时，还必须
传输时钟信号。
帧校验场：
异步方式，接收方的时钟频率和发送方的时钟频率
SDLC/HDLC均采用16位循环冗余校验码，其生成多项不必完全一样，只要相近即可，即不超过一定的允
式：X16+X12+X5+1许范围。

2
二、串行通信的数据传输方式2、信号的调制和解调
1、单工、半双工和全双工方式
数字信号的频带宽，而普通通信线路频带较窄，如
电话线频带范围仅300~3400Hz
单工方式
只允许数据按照一个固定的方向传送。
所以采用普通通信线路进行远程数据通信时，需要
在发送端用调制器（Modulator）把数字信号转换
半双工方式：
为模拟信号，模拟信号经通信线路传送到接收方，
接收方再以解调器（Demodulator），把模拟信号
变为数字信号。
全双工方式：
大多数情况下，调制器和解调器合在一个装置中，
称为调制解调器——Modem

通信中，Modem起着传输信号的作用，是一种数三、串行通信的实现方法
据通讯设备，简称DCE
接收设备和发送设备称为数据终端设备，简称DTE。1、软件实现：P304例

2、硬件实现

调制方法：

四、串行通信的校验方法
2、循环冗余校验CRC
奇偶校验、循环冗余校验
对一个数据块进行校验，主要用于同步方式或SDLC方式。
1、奇偶校验1）CRC校验原理
在传送字符的各位之外，再传送1位奇/偶校验位。
n位循环码
奇校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，

1的个数为奇数。K位r位r=(n-K)

偶校验：所有传送的数位（含字符的各数位和校验位）中，信息位校验位
1的个数为偶数。

n位循环码格
主要用于对一个字符的传送过程进行校