第六章 串并行通信和接口技术(戴梅萼).
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1、第6章 串并行通信及接口技术6.2 串行接口和串行通信6.2.1串行接口n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）。n主要适用于长距离、低速率的通信中。 串行接口的基本结构与功能串行接口的基本结构与功能6.2.2串行通信涉及的几个问题1.单工、半双工和全双工单工（Simplex)特点：仅能进行一个方向的数据传送 设备A发送器设备B接收器Data flow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】设备A发送器/接收器设备B接收器/发送器Data flow全双工（Full
2、Duplex）特点：能够在两个方向同时进行数据传送。设备A发送器/接收器设备B接收器/发送器2. 数据传输率 n每秒传输的二进制位数，单位为bps（bit per second ）也称比特率。n波特率每秒传输的“符号”（也称离散状态）的个数。【例如，每秒传送1个符号，则波特率为1波特】n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。n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。n标准 波特率系列：50，75，110，150，30
3、0，600，1200， 4种相位（0，90，180，270）每种相位有两种振幅值实现 3位/波特 调制90018000027000011010111110001001100103.发送时钟和接收时钟 RxCTxCTxD数据输入寄存器输入移位寄存器1，16，32数据输出寄存器输出移位寄存器1，16，32CLK(主时钟)（串行数据输入）输入移位脉冲（串行数据输出）输出移位脉冲接收时钟发送时钟RxDn*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。n实现调制和解调两个过程的设备称为“调制解调器”（Modulator DemodulatorMod
4、em） n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。000001111数字信号(a)调幅(b)调频 (c)调相按数字信号的值改变载波信号的幅度按数字信号的值改变载波信号的频率按数字信号的值改变载波信号的相位4. 波特率因子F（时钟频率）波特率因子波特率n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n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。
5、n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。12001619200（时钟频率）若外部时钟电路的频率F1Mhz，需用8253分频，试计算分频系数（8253的计数初值）？n计数初值时钟频率（波特率波特率因子）实验 8251外部的时钟电路CLK 8253 OUT1，16，1MHzN分频19.2KHz移位脉冲5. 异步方式与同步方式n异步方式（Asynchronous）：也称“起止同步式”。串行异步传输数据格式：工作特点：151/0001115-8位数据位1/0停止位或空闲位1 1起始位奇偶校验位停止位或、22111第n个字符空闲位第n+1个字符低位高位（2）同步方式（Synchron
6、ous）n串行同步通信信息格式n同步方式的工作特点：（1）（5），P194P195同步字符（SYN1)同步字符（SYN2)数据（DATA)*同步通信的效率（协议开销）n例：SDLC/HDLC帧格式：n假定数据长度为2048位，通信效率为：2048/（204848）97% 协议开销仅为3n一般公式：SDLC/HDLC协议开销1.0N/(N+48)，其中N为发送数据的比特数。标志01111110地址8位控制8位CRC8位CRC8位标志01111110数据场6. 差错校验奇偶校验（Parity Check ）CRC校验（Cyclic Redundancy Check ） 6.3 可编程串并行通信接口
7、片可编程串并行通信接口片 8251A 一 、 U S A R T 通 用 同 步 异 步 接 收 器 通 用 同 步 异 步 接 收 器 / 发 送 器发 送 器（Universal Synchronous Asynchronous Receiver/Transmitter） UART：Universal Asynchronous Receiver Transmitter USRT：Universal Synchronous Receiver Transmitter 典型芯片：Intel 8251，Zilog SIO，Motorola ACIA。 USART结构：（见APPENDIX B） 表
8、表83 8251A的读的读/写控制真值表写控制真值表1、8251A方式选择控制字方式选择控制字 2、操作命令控制字操作命令控制字 操作命令控制字直接让8251A实现某种操作或进入规定的工作状态，它只有在设定了方式选择控制字后，才能由CPU写入，8251A的操作命令控制字格式如图8.17所示。 CPU可在8251A工作工程中利用输入指令（IN指令）读取当前8251A的状态字，从而可以检测接口和数据传输的工作状态。8251A的状态字格式如图8.18所示。 8251A初始化和数据传送流程图初始化和数据传送流程图 6.4 并行通信及接口电路并行通信及接口电路 并行通信的主要特点： 数据在多条并行传输线
