第八章串行口

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1、本章介绍的主要内容本章介绍的主要内容串行通信的基本概念串行通信的基本概念串行通信接口串行通信接口串行通信串行通信寄存器寄存器串行通信串行通信 数据通信方式有两种：并行通信与串行通信数据通信方式有两种：并行通信与串行通信并行通信：并行通信： 所传送数据的各位同时发送或接收，所传送数据的各位同时发送或接收， 数据有多少位就需要多少根数据线。数据有多少位就需要多少根数据线。 特点：特点： 速度快，成本高，适合近距离传输速度快，成本高，适合近距离传输 如计算机并口，打印机，如计算机并口，打印机，8255 。 串行通信：所传送数据的各位按顺序一位一位串行通信：所传送数据的各位按顺序一位一位 地发送或接收

2、。地发送或接收。 只需一根数据，一根地线，共只需一根数据，一根地线，共2 根根 （如双向通信发送和接收各需（如双向通信发送和接收各需1根数据线。）根数据线。） 特点：成本低，硬件方便，适合远距离通信，特点：成本低，硬件方便，适合远距离通信， 传输速度低。传输速度低。 通信的双方应该有一个约定，什么时候开始通信的双方应该有一个约定，什么时候开始发送，什么时候发送完毕；接收方收到的信息是发送，什么时候发送完毕；接收方收到的信息是否正确等，这就是否正确等，这就是通信协议通信协议。 异步串行通信一帧数据格式：异步串行通信一帧数据格式：l 一个起始位一个起始位 “0”,表示字符的开始，然后是表示字符的开

3、始，然后是58位数据即该字符的代码，规定低位在前，高位数据即该字符的代码，规定低位在前，高位在后，接位在后，接 下来是奇偶校验位下来是奇偶校验位(可省略可省略)，最后以，最后以停止位停止位“1”表示字符的结束。表示字符的结束。l优点：硬件结构简单。优点：硬件结构简单。l缺点：传输速度慢。缺点：传输速度慢。P1D0 D1D2 D3 D4 D5 D6 D7P10第第n个字符（一帧）个字符（一帧）n-1n+10D0起起始始位位数据位（数据位（58位）位）校校验验位位停停止止位位二、同步通信二、同步通信 在同步通信中，发送方在数据或字符开始在同步通信中，发送方在数据或字符开始处就用同步字符处就用同步字

4、符(常约定常约定12个字节个字节)指示一帧指示一帧的开始的开始 ，由时钟来实现发送端和接收端同步，由时钟来实现发送端和接收端同步，接收方一旦检测到与规定的同步字符符合，下接收方一旦检测到与规定的同步字符符合，下面面 就连续按顺序传送若干个数据就连续按顺序传送若干个数据 ，最后发，最后发校校验验字节。见下图：字节。见下图：SYN字符字符1SYN字符字符2数据数据1数据数据2.数据数据n连续传送连续传送n 个数据个数据校验校验按通信方向分类：单工、半双工、全双工通信方式按通信方向分类：单工、半双工、全双工通信方式 1 单工方式单工方式: 一端是发送端，另外一端是接收端：一端是发送端，另外一端是接收

5、端： 每端口有一个发送器和一个接收器，通过开每端口有一个发送器和一个接收器，通过开关连接在线路上，数据可以双向传送，但不能同关连接在线路上，数据可以双向传送，但不能同时发送和接收时发送和接收. 要通过换向器转换方向。要通过换向器转换方向。 通信双方用两个独立的收发器单独连接通信双方用两个独立的收发器单独连接,可以可以同时发送和接收数据同时发送和接收数据,因而提高了速度。因而提高了速度。 8.1.3 串行通信接口的任务串行通信接口的任务2.进行串、并转换进行串、并转换 在发送端，接口将在发送端，接口将CPU送来的并行信号转换成串行数送来的并行信号转换成串行数据进行传送；而在接收端，接口要将接据进

6、行传送；而在接收端，接口要将接 收到串行数据收到串行数据变成并行数据送往变成并行数据送往CPU，由，由CPU进行处理。进行处理。3.控制数据的传输速率控制数据的传输速率 接口应具备对数据传输率接口应具备对数据传输率波特率的控制选择能力，波特率的控制选择能力，即具有波特率发生器。即具有波特率发生器。4.进行传送错误检测进行传送错误检测 在发送时，对传送的数据自动生成校验位或校验码，在发送时，对传送的数据自动生成校验位或校验码，在接收端能检查校验位或校验在接收端能检查校验位或校验 码，以确定传送中是否码，以确定传送中是否有误码。有误码。 是通信中对数据传输速率的一种描述。在计算是通信中对数据传输速

7、率的一种描述。在计算机中，其意义每秒传送多少位二进制位数。机中，其意义每秒传送多少位二进制位数。例如：例如：100字符字符/秒，秒，1个字符个字符11位，位， 波特率为：波特率为：10011=1100（波特）（波特） 平均每位传送占用时间平均每位传送占用时间 Td = 1/1100=0.909ms RXD TXD GNDRXDTXDGNDRXDTXDGND电电平平转转换换RXDTXDGNDRXDTXDGND电电平平转转换换RXDTXDGND微机微机微机其微机其他设备他设备较远距离传送电路较远距离传送电路近距离传送电路近距离传送电路微机接口调制解调器调制解调器接口微机电话分机电话分机远距离传送电

8、路远距离传送电路 数字信号通过调制器变成模拟信号通过电话线传数字信号通过调制器变成模拟信号通过电话线传送到对方，接收方通过解调器将模拟信号转换成数字送到对方，接收方通过解调器将模拟信号转换成数字信号接收。信号接收。 测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异步总线标准有三种：方式，常用的异步总线标准有三种：RS-232（RS-232A RS-232B RS-232C）RS-449 （RS422 RS423 RS485）20mA电流环电流环 这里仅介绍这里仅介绍RS-232 RS-232C：速率：速率：20Kbit/S， 最大通信距离最大通

9、信距离 ： 15m RS422： 10Mbit/s， : 300m 90Kbit/s， ：1200m RS232C是美国电子工业协会（是美国电子工业协会（EIA）公布的一种异）公布的一种异步串行通信标准。步串行通信标准。1、基本特性、基本特性设备之间通信的距离不大于设备之间通信的距离不大于15米米最大传输速率最大传输速率20KB/S采用负逻辑：采用负逻辑：“1” 5V 15V “0” +5V + 15V不带负载时输出电平：不带负载时输出电平：25V +25V输出短路电流：输出短路电流： 0.5A最大负载电容最大负载电容: 2500pF 当计算机采用当计算机采用RS232标准时必须通过电平转换，

10、标准时必须通过电平转换，MAX232 是是EIA和和TTL电平转换芯片。内部具有电压提电平转换芯片。内部具有电压提升电路，并有两路接收器和发送器。其连线和引脚如图升电路，并有两路接收器和发送器。其连线和引脚如图C1C1C C2 2C C2 2T1INT2INR1OUTR2OUTV+V-T1OUTT2OUTR1INR2IN+5V1.0FFFFF1.01.0 1.01.0+10V-10VTTL/CMOSTTL/CMOSRS-232RS-232VCCC1V+C1C2C2V-T2OUTT1OUTR2INVCCR1INR1OUTT1INT2INR2OUTGNDMAX232MAX232 连线图连线图MAX

11、232 引脚图引脚图2、RS-232的信号 RS-232 9针D型和25针D型接线器如下图;1)基本数据传送线： TXD(Transmitted Data)数据发送脚 RXD (Received Data)数据接收脚 GND （Groud)信号地 串行通信中，最简单的通信只需连接这三根线2）握手信号RTS 请求发送信号，输出信号CTS 消除传送，是对RTS的响应信号，输入信号DCD 数据载波检测，输入信号DSR 数据通信准备就绪，输入信号DTR数据终端就绪，输出信号，表明计算机已做好接收准备8.1.8 单片机串行通信 电路 RXD TXD GNDTXDGND8xx518xx51RXDVCCEA