第9章微机系统串行通信及接口解析

1、9.1串行通信基本概念微机糸统串行通A串行通信基本概念串行通信接口标准EIA RS-232-CA可编程串行接口 8251A（T解）MX J、串行通信的一般概念串行通信是指通信双方在一条或两条传输线上进行数据 一位一位的按顺序传送的通信方式；串行通信时，所有数据、状态、控制信息都是在一条或 两条传输线上传送的；特点：物理线路最少，成本低，传输距离远。1、串行数据传送方式按数据流方向有三种基本传送方式：:单工：只能单向传送。女口： A Bo半双工：每一个瞬间只能有一个站发送，另一个站接收。串行通信基本概念全双工：两站间有两根传输线，每一根线指定专作某一方 向传送。能在两个方向上同时进行数据传输。单

2、工方式：发送器1 1接收器1半双工方式：发送器/JUUL-TLQJ 好誓典/1L接收器接收器L_JUUL全双工方式：发送器/发送器/JUUL接收器接收器单工、双工、半双工连接示意图UTJ2、串行异步通信与串行同步通信按串行传输线上数据传输采用统一时钟还是本地局部时钟（即时钟同 步方式）分为同步通信和异步通信。（1）串行异步通信异步通信规定了字符数据传送格式，即每个字符数据以相同帧格式传 送。每帧信息由起始位.数据位、奇偶校验位.停止位组成。起始位 低电平58个数据位1,1“2或2个停止位.1串行通信基本概念异步通信时，接收和发送双方需有两项约左:可选的奇偶校验位（1的个数）字符格式：应规定数拯

3、位；奇偶校验位；停止位。波特率：每秒钟传输数据的位数。单位为波特。常用 标准波特率有：110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600和19200o例：数据传送速度120玮/S； 10位/字符，传送波特率为:10位/字符*120字符/S=1200位/S= 1200bps,每一位数 据传输时间：Td=l/1200=0.83mso优点：收发双方各用自己的时钟，设备较简单，实现方 便。视需要可连续或间断地传送。缺点：每个字符有起始位和停止位降低有效数据的传送 速度。9.1串行通信基本概念e里住通信基本概念?2）串行同步通信UTJ在串行传送的字符开始处加上同步字符，

4、作为起始标 志，用一个同步字符的称为单同步，用两个同步字符的称 为双同步。同步字符之后是山传送数据字符顺序连接起来组成的 数据块（数据场）。之后是两个CRC校验字符（循环兀余 校验码）。这样一个完整的通信格式称为一帧。:接收和发送端的时钟是同步工作的；接收和发送端时钟不同步时，发送器自动插入同步字符; :接收器先搜索同步字符，搜到后装配数据，供CPU读；外同步工作方式，用同步控制信号（控制线SYNC）进行同 步，信号一到，开始接收数据场；同步传送速率高于异步传送，硬件设备较复杂。9.1串行通信基本概念UTJCRC同步 信息数据1数 据2 数 据n校验1校 验282J单同步：一个同步字符。 （双

5、同步：两个同步字符。外同步CRC同步通信信息格式3调制与解调电话网络一模拟信号，计算机一数字信号；远距离通信可通过普通电话网络传输:数字信号：频带宽；:电话网络：频带窄；数字信号要在电话网络上传输，需进行信号变换: 把数字信号承载到模拟信号上传输，这个模拟信 号称为载波信号。调制一把数字信号承载到载波信号上;解调一从载波信号屮恢复出数字信号;9.1串行通信基本概念调制解调器：实现调制与解调的设备。显据载波Acos（cot +（p）三个参数：幅度（A）、频率（q丿、 相位（炉），常用三种调制技术：:幅移键控法 AmplitudeShift Keying (ASK) :频移键控法 Frequenc

6、y-Shift Keying (FSK) :相移键控法 Phase-Shift Keying (PSK)ASK（又称为调幅）用载波信号不同幅度代表1、和CTFSK （又称为调频）川载波信号不同频率代表1和，0PSK（又称为调相） 用载波信号相位变化代表1和0,（变化r,不变，0）9.1串行通信基本概念1XJ三种调制方式的调制波形图:数字信号HrLTUKTLIlliIlliII调频调相 /WwMAAi/vi/vVv血vA/zIlliIlliIIIlliIlliII9.1串行通信基本概念t串行通信的接口标准RS-232C总线是EIA（美国电子工业协会）提出的通信接口 总线，用于数据终端设备（DTE

7、）与数据通信设备（DCE） 之间串行接口标准。RS-232C是一个25（9）个引脚的连接器（插头座），对每4条数据线，12条控制线，3条定时线，2条地线，4条备用 或未定义。丄9.1串行通信基本概念通信速率：波特率 100, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19.2K, 33.6K, 56K信号电平：逻辑 “1： -5V-15V；逻辑 “0”： +5V+ 15V；:电平转换：TTL-*RS232: MC1488发送器；RS232-*TTL: MC1489接收器计算肛通信中常用的KS-232C伯号9.1S-232C接口连接方式:串行通信基本概念TXOKXITX

8、ORXORT55 ersE*FR6Xn6207Z07Cd) 右畋垢规点-店全双 T 通佶23、23j4X556206X2 07r(c) 冇联络皱点-点m TJ/5估9针连接器 端子号25针连捲器 端子号名称方向功舵32TXD输出发送 lit (transmit data)23RXD输人接收数据(receive data)74RTS输出猜求发送(request to send)85CTS输入允许发送(clear to send)66DSR输入数据设备布条好(data set ready)57GND信号地(signal ground)181CD输人栽波检测(carrier detect)420DT

9、R输出数振终端冲备好(dn Term ready)922RI输入振铃指示(ring indicator)+ 9串行通信基本概念臨用的8位信号线通信系统LT JDTR20信号地7DSR6CTS5RTS4RXD3TXD2屏蔽120 DTR数据终端就绪7信号地6 DSR数据装置就绪5 CTS允许发送4 RTS请求发送3 RXD接收数据2 TXD发送数据1屏蔽（保护地）直接连传输最大距离15m左右；通过光电隔离器可达1000m。9.2可编程串行接口8251A18251A的主要功能:可以工作在同步方式也可以工作在异步方式:波特率：同步方式卜064K,异步方式下0 19.2K:完全双工工作，具有双缓冲的发

10、送器和接收 器:具备奇偶校验、溢出和帧错误检测等功能的 电路:全部输入输出电路是TTL电平屮彳亍迺仏RS-23乂 H接耕接线力K2. 8251A芯片引脚8251A和CPU的连接8251A和外设的连接时钟信号(1) 8251A和CPU的连接数据信号：DOD7片选信号CS 读/写控制信号RDWR, C/D收发联络信号 TxRDY(Transmitter Ready) RxRDY(Receiver Ready) TxE(Transmitter Empty) SYNDET(Synchronous Detection)/BD(Break Detection)(2) 8251A和外设的连接数据信号TxD：

11、发送数据线 RxD：接收数据线收发联络信号 DTR :数据终端准备好DSR：数据设备准备好 RTS：请求发送信号 CTS：允许发送信号I (3)时钟信号TxC(TransmitterClock)：发送器时钟 RxC(Receiver Clock):接收器时钟 CLK：工作时钟3.8251A的内部结构数据总线缓冲器读/写控制逻辑电路调制解调控制电路发送骼：发送缓冲器和发送控制电路接收器：接收缓冲器和接收控制电路4.8251A的编程命令控制字命令字状态字5.8151A编程举例【例9.1】设8251A工作在异步方式，波特率系数（因子）为16, 7个数据位字符，偶校验，2个停止位，发送、接收允许，设端

12、口地址为51Ho完成初始化程序。初始化程序：MOV AL, OFAHOUT 51H, ALMOV AL, 37HOUT 51H, AL【例9.2】设端口地址为MOVAL, 38H51H,采用内同步方式，2个同步字符（设同步OUT51H, AL字符为16H）,偶校验，7位数据位/字符。MOVAL, 16H程序如下：OUT51H, ALOUT51H, ALMOVAL, 97HOUT51H, AL【例9.3】 对8251A进行初始化，使其工作 于异步方式，波特率因子为16,每个字符 有7个数据位，2个停止位，采用偶校验。 然后对状态字进行测试，输入80个字符。程序如下：MOV AL, OFAHOUT 51H, AL MOV AL, 35HOUT 51H, ALMOV DI, 0BEGIN: IN AL, 51HTEST AL, 02HJZ BEGININ AL, 50HMOV DX, OFFSET BUFFERMOV DX+DI, ALINC DIIN AL, 51HTEST AL, 38HJZ ERR