第07章串行通信接口及总线标准.ppt
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1、http:/ 7.1 串行通信的基本概念 7.2 串行通信的物理标准 7.3 可编程串行通信接口芯片INS8250 7.4 PC系列微机的异步串行通信适配器及其编程7.1 串行通信的基本概念7.1.1 并行通信和串行通信并行通信串行通信一组数据的各位同时进行传输一组数据一位一位进行传输D7D6D5D4D3D2D1D0联络信号线10011100111101110D00D11D20D30D41D5优点：速度快，控制简单缺点：连接线多，易受干扰 不适合远距离传输。优点：连线少缺点：传输速率较低主要用于长距离、低速率通信主要用于长距离、低速率通信两个串口等两个串口等主要用于近距离、高速率通信（打印机等
2、）主要用于近距离、高速率通信（打印机等）7.1.2 两种串行通信异步串行通信同步串行通信ASYNC(Asynchronous Data Communication)SYNC(Synchronous Data Communication)一、异步串行通信起始位起始位(start (start bit)bit)空闲位空闲位数据位数据位(data bit)(data bit)字符字符0/10/1 0/10/10/10/10/10/11 10 01 11 11 1校验位校验位(parity (parity bit)bit)停止位停止位(stop (stop bit)bit)问题：双方使用本地时钟1、波
3、特率(baud rate):2、帧帧(frame)格式：格式：3、错误检测：低位低位高位高位每秒传输码元的个数，称奇偶校验错误奇偶校验错误(Parity error)溢出错误溢出错误(Overrun error)帧格式错误帧格式错误(Frame error)异步传输的时钟定时方法异步传输的时钟定时方法数据（61H）100011停止位异步传输先发送低位(LSB)发送方利用内部时钟来决定什么时候发送每个位接收方检测开始信号的下降沿，然后利用它的内部时钟从每一位的中间接收该位位00起始位LSBMSB返回上一张二、同步串行通信SYNC(Synchronous Data Communication)使用
4、公共时钟单同步格式单同步格式面向字符面向字符面向位型面向位型 双同步格式双同步格式外同步格式外同步格式同步数据链路控制规程同步数据链路控制规程SLDC高级数据链路控制规程高级数据链路控制规程HLDC先进数据链路控制规程先进数据链路控制规程ADCCP内同步格式内同步格式公共时钟发送方接收方用一根同步时钟线用一根同步时钟线来同步收发数据来同步收发数据由传输的数据中由传输的数据中携带同步信息携带同步信息通过调制解调器通过调制解调器从数据流中提出从数据流中提出同步信号，用锁同步信号，用锁相技术获得。相技术获得。数据（数据（62H）0同步传输先发送高位同步传输先发送高位(MSB)发送方在时钟信号的下降沿
5、发送字节接收方在时钟信号的上升沿接收字节时钟时钟（发送时钟与接（发送时钟与接收时钟完全同步）收时钟完全同步）1100010LSBMSB同步传送数据格式同步传送数据格式(a) 单同步数据格式；单同步数据格式；(b) 双同步数据格式；双同步数据格式；(c) SDLC数据格式数据格式;(d) HDLC数据格式；数据格式；(e) 外同步格式外同步格式 (a)(b)同步字符数据场CRC 校验字符1CRC 校验字符2同步字符1 同步字符2数据场CRC 校验字符1CRC 校验字符2标志符01111110地址符8 位数据场CRC 校验字符1CRC 校验字符2标志符01111110标志符01111110地址符8
6、 位数据场CRC 校验字符1CRC 校验字符2标志符01111110控制符8 位数据场CRC 校验字符1CRC 校验字符2(c)(d)(e)单同步数据格式单同步数据格式双同步数据格式双同步数据格式SDLC数据格式数据格式HDLC数据格式数据格式外同步格式外同步格式三、同步通信协议1、同步方式通信的特点 异步方式中并不要求收、发两端对传输数据的每一位均保持同步，而仅要求在一个字符的起始位后，使其中的每一位同步。而同步方式通信则要求对传送数据的每一位都必须在收、发两端严格保持同步，即所谓“位同步”。因此，同步方式中，收、发两端需用同一个时钟源作为时钟信号。 同步方式传送的字符没有起始位和停止位，它
7、不是用起始位表示字符的开始，收发双方的同步方法可分为外同步法和内同步法。外同步法是在发送数据之前向接收端发送一串时钟脉冲，接收端按这个时钟频率调整自己的时序，使接收时钟频率锁定在接收到的时钟频率上，并作为同步时钟来接收数据。内同步法是接收端从接收到的数据信息波形本身提取同步的方法。 同步通信协议分为面向字符和面向比特两种。同步通信时，字符数据不允许有空隙。当线路空闲或没有字符可发送时，可发送收、发双方约定的同步字符。 同步通信传输效率高，适合于快速、大量数据的传送。如上所说，同步通信协议可分为两类： 面向字符的同步通信协议，这类协议目前有两种： BM国际标准化组织ISO提出的基本型同步通信协议
8、； BSC IBM公司提出的二进制同步通信协议。 面向比特的同步通信协议 HDLC 国际标准化组织ISO提出的高级链路控制协议； SDLC IBM公司提出的同步数据链路控制协议； ADCCP 美国国家标准化协会ANSI提出的先进数据通信协议； X.25 第二级国际电报电话咨询委员会CCITT提出的协议； DDCMP 美国DEC公司提出的数字数据通信信息协议。这种协议较早在二十世纪60年代就开始发展，目前仍在使用，其典型代表是IBM公司提出的二进制同步通信协议BSC，下面简单介绍一下这种通信协议。 面向字符的同步通信协议BSC的帧格式 该协议以若干字符组成一个信息块一起发送，一个信息块称为一帧，
9、用一些特殊定义的字符来定界一帧的开始、结束和分隔不同的段以及控制整个信息交换过程。此种协议的一般帧格式如图8.21所示。 SYN是同步字符，每帧开始有若干个SYN。接收端一 旦检测到同步字符SYN，就知道一帧开始了。 SOH（Start of Header）表明标题的开始，称为序始符。 标题中可以包括源地址、目的地址和路由指标等信息。 STX（Start of Text）称为文始符，标志着传送数据正文的开始。 数据块是传送正文的内容。 ETB（End of Transmission Block）称为组终符 ETX（End of Text）称为文终符。ETB用在正文很长，需分成若干个数据块，在不
10、同帧中传送的情况，除最后 一个数据块后用 外，其余数据块后都用ETB。 SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB或ETX 块校验 特殊定义的字符三、同步与异步的差别1、时钟、时钟 要求要求同步串行通信异步串行通信必须精确、相等的时钟必须精确、相等的时钟收发时钟基本相等即可收发时钟基本相等即可2、控制、控制 信息信息有累积误差有累积误差累积误差下字节消除累积误差下字节消除整块数据附加帧信息整块数据附加帧信息每个字符附加帧信息每个字符附加帧信息传输数据效率高，传输数据效率高，信息量大。信息量大。高速数据链路高速数据链路传输效率固定传输效率固定低速数据链路低速数据链路3、校验、校验 方式
11、方式16位位CRC循环冗余校验循环冗余校验采用采用1位奇偶校验位奇偶校验可靠性高可靠性高可靠性比同步的低可靠性比同步的低高高低低4、复杂、复杂 程度程度7.1.3串行通信连接方式串行通信连接方式发送器发送器/接收器接收器发送器发送器/接收器接收器发送器发送器/接收器接收器发送器发送器/接收器接收器A站站B站站单工通信单工通信Simplex半双工通信半双工通信Half Duplex全双工通信全双工通信Full Duplex发送器发送器接收器接收器7.1.4 调制解调器调制解调器(Modem)电话线传送音频3003400HZ，不适合不适合传数据传输。模拟调制： 调幅(AM)、调频(FM)、调相(P
