第9章_5 串行接口8251.ppt

8 4串行接口芯片 串行通讯的基本概念 CPU与外部的信息交流称为通讯 基本的通讯方式有两种 并行通讯 数据的各位同时传送 串行通讯 数据一位一位顺序传送 串行通信中字节数据经一条传输线按位串行发送与串行接收 8 4串行接口芯片 串行通信的术语 全双工 半双工 单工 计算机主机与外设之间串行通信 多采用全双工方式 串行通信的术语 同步与异步通信方式 数据位 5 6 7 8位数据 低位在前 高位在后 奇偶位 奇效验或偶校验 是可选项 奇校验 数据位加上奇偶位 1的个数为奇数 偶校验 数据位加上奇偶位 1的个数为偶数 停止位 1 1 5 2位构成 由双方约定选择空闲位 非传送期间为一系列的高电平 串行通信的术语 同步与异步通信方式 外部时钟Tc 异步接口的工作时钟 Tc Td K K为波特率因子 K 16或64 异步方式 ASCII码的发送常用两种格式 数据位7位 奇偶位1位 停止位1位 起始位1位共有10位 数据位7位 奇偶位无 停止位1位 起始位1位共有9位 每发一个ASCII码约用9 10位的时间 波特率 描述串行通讯的速度 若发送一个字符要10位 每秒钟发送100个字符其波特率定义为 10 100 1000位 秒 1000波特 传送一位所用的时间Td 波特率倒数 1 1000 1ms 称 位周期 常用的波特率为 300 600 900 1200 2400 3600 9600 56K 串行通信的术语 同步与异步通信方式 当K 16 Tc Td K 数据接收 异步方式接收方对数据的检测 停止位 空闲位 起始位 Td 16TC TC 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 当连续九个TC检测到低电平 0 确定检测到起始位 2 以后每隔16个TC检测数据位 连续检测数据位 奇偶位等 如起始位后的16TC检测到9个高电平 1 确定说明D0 1其它类推 接收时钟TC 0 0 0 0 0 0 0 0 0 连续九个TC检测接收数据 接收信息 串行通信的术语 同步与异步通信方式 同步方式 通信双方用统一时钟控制通信过程 信息传输组成数据包 数据帧 每帧头尾是控制代码 中间是数据块 可有数百字节或更长 帧头 同步字符 还可有控制字符 地址信息 如IBM的 SynchronousDataLinkControl SDLC通讯 帧尾 CRC校验码 循环冗余校验码的缩写字母 用一固定的数去除信息码 得出的余数 为CRC字符 余数是16位数 故CRC码为两个字节 数据块 同步传输过程中数据间不允许有间隙 数据供不上时接口自动插入同步字符 外同步方式 省去同步字符 用一专门同步控制线输入一同步控制信号SYNC进行同步 多了这一同步信号线 传输速度更快 串行通信的术语 信号的调制解调 MODEM 长距离通讯必须用现有电话网 而电话网是模拟通信系统 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 串行通信的术语 信号的调制解调 MODEM 调制解调器 ModulatorDemodulator Modem 实现调制和解调两个过程的设备 调制原理 数字信号转换为模拟的音频信号为调制 相反过程为解调 串行通信的术语 串行通讯接口标准EIARS 232C接口 EIA ElectronicIndustriesAssociation RS RecommendedStandard 232C 美国电子工业协会推荐标准 232为代号 C为最新版本 串行通信的术语 串行通讯接口标准EIARS 232C接口 信号线的连接 直接通讯标准连接 直接通讯最简连接 RS 232C接口标准的最大传送距离 码元畸变小于4 最大传送距离为15米 当码元畸变可以超过4 时则可大大的超过15米 用屏蔽双绞线 1500波特可达500米 可编程串并行通信接口片8251AUSART USART 通用同步异步接收器 发送器 UniversalSynchronousAsynchronousReceiver Transmitter 8251AUSART专为Intel微处理器设计串行接口芯片 基本特性 1 完全双工 双缓冲发送和接收 2 异步传送 5 8bit 字 时钟频率为通信波特率的1 16 64倍 3 同步传送 5 8bit 字 自动插入 内部或外部 同步字符 4 波特率异步达19 2K 同步达64K 5 可产生中止字符 产生1 1 5 2位停止位 6 出错检测 奇偶 溢出 和帧错误检测电路 7 片内具有优先权中断控制逻辑 具有很强的中断控制能力 可编程串并行通信接口片8251AUSART 8251A结构框图及引线 RESET 复位信号 为高时8251A进入空闲状态 等待接收方式字 SYNDET BD CLK 时钟输入 内部定时 大小高于通信速率 可编程串并行通信接口片8251AUSART 8251A结构框图及引线 与通信对方的一对联络信号 与通信对方的另一对联络信号 可编程串并行通信接口片8251AUSART 8251A结构框图及引线 TxD 串行数据发送 输出 RxD 串行数据接收 输入 TxC RxC 接收发送的时钟 一般用同一时钟源 异步方式 频率为波特率的若干倍 波特率因子 同步方式 频率与波特率相同 SYNDET BRKDET 同步检测 断路检测 双向 8251的状态信号 TxRDY 发送器准备好 输出 TxEMPT 发送缓冲器空 输出 RxRDY 接收器准备好 输出 可编程串并行通信接口片8251AUSART Intel8251A编程 可编程串并行通信接口片8251AUSART Intel8251A编程 可编程串并行通信接口片8251AUSART Intel8251A编程 可编程串并行通信接口片8251AUSART Intel8251A编程 Intel8251A编程和数据传送流程图 可编程串并行通信接口片