第五章数字量输入输出5of7

1、 1 2主要内容：主要内容： 串行通信的基本概念及异步转送方式串行通信的基本概念及异步转送方式 串行通信接口标准RS-232C要点：要点：u实现异步串行转送的要素有哪些？实现异步串行转送的要素有哪些？ 有哪些功能块及如有哪些功能块及如何编程控制？何编程控制？ 3一、概述一、概述1. 串行通信的概念 串行通信是指将数据按照一位一位地顺序进行传送，它只占用一条传输线。可以采用两种方式来实现：一种是将8位数据通道中的一位通过软件来实现串行数据传送；另一种是通过专用的通信接口，将并行数据转换为串行数据进行传送。 2. 串行通信的基本方式 通常情况下，串行通信可分为异步传送和同步传送两种方式： 42.1

2、 2.1 同步传送同步传送 所谓同步通信是指在约定的数据通信速率下，发送方和接收方的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送数据和接收数据时具有完全一致的定时关系。在有效数据传送之前首先发送一串特殊的字符进行标识或联络，这串字符称为同步字符或标识符。此时，在数据块开始处，要用同步字符来指明，同步字符通常由用户自己设定，可用一个（或相同两个）8位二进制码作为同步字符。 同步传送速度高于异步传送速度，但它要求由时钟来实现发送端及接收端之间的同步，所以，硬件电路比较复杂。 52.2 异步传送方式异步传送方式 异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各

3、位的时间间隔是固定的。异步通信规定字符由起始位（start bit）、数据位（data bit）、奇偶校验位（parity）和停止位（stop bit）组成。起始位表示一个字符的开始，接收方可以用起始位使自已的接收时钟与数据同步，停止位则表示一个字符的结束。这种用起始位开始，停止位结束所构成的一串信息称为一帧（frame）。 6 在异步传送中，CPU与外部设备之间的通信遵循以下两项规定： （1）对字符格式的规定：字符格式是指字符的编码形式及其规定。例如，规定每个串行字符由4个部分组成：1个起始位、58个数据位、1个奇偶校验位以及12个停止位。这种串行字符编码格式如图5.48所示。 P284 P

4、284 图图5.48 5.48 字符格式字符格式 7错误检查错误检查约定协议约定协议, ,接收方检查接收方检查奇偶错奇偶错：一个字符中：一个字符中1 1的个数的奇偶性的个数的奇偶性 和约定不符和约定不符帧格式错帧格式错：一个字符总位数和约定不符：一个字符总位数和约定不符溢出错溢出错：已接收的前一个字符尚未被：已接收的前一个字符尚未被CPUCPU 读取，下一个又接收完成读取，下一个又接收完成 8P290 图图5.54 数据接收过程数据接收过程（2）对波特率（Boud Rate）的规定：波特率是指每秒传输字符的位数。国际上规定了标准波特率系列，最常用的标准波特率是：110波特、300波特、600波

5、特、1200波特、l800波特、2400波持、4800波特、9600波特和19200波特。 93. 串行通信中的基本技术串行通信中的基本技术3.1 数据传送方式数据传送方式 串行通信是一位接一位地按顺序通过一条信号线进行传输的方式。它的通路可以只有一条，此时发送信息和接收信息不能同时进行，只能采用分时使用线路的方法。在串行通信中，数据通常在两个站（如A和B）之间进行双向传送。这种传送根据需要又可分为单工、半双工和全双工传送。 10发送器接收器AB单工通信(a)发送器发送器AB半双工通信接收器接收器(b)发送器接收器AB全双工通信接收器发送器(c)数据传送方式数据传送方式 11二、二、 串行通信

6、接口标准串行通信接口标准RS-232C RS-232C是美国电子工业协会EIA于1962年公布，并于1969年修订的串行接口标准，已成为国际上通用的标准。RS是英文“推荐标准” (recommeded standard)的缩写，232为标识号，C表示修改次数。 RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道。串行接口目前最普遍的用途是连接鼠标和调制解调器，常被称为异步通信适配器接口，串行端口插座分为9针或25针两种。串行接口被赋予专门的设备名COMl和COM2。 目前RS-232C已成为数据终端设备DTE与数据通信设备DCE的接口标准。不仅在

7、远距离通信中要经常用到它，就是两台计算机或设备之间的近距离串行连接也普遍采用RS-232C接口。 121. RS-232C的引脚的引脚串行通信RS-232是一种总线标准，这个标准仅保证硬件兼容而没有软件兼容。通常RS-232C接口有9针、25针等规格，RS-232C标准接口的引脚排列。 （a）25脚排列图 （b）9脚排列图RS-232C引脚排列引脚排列 132. RS-232C的连接的连接 通过PC机的串行接口可以连接串行传输数据的外围设备，如调制解调器、鼠标等。RS-232C广泛用于数字终端设备，如计算机与调制解调器之间的接口，以实现通过电话线路进行远距离通信。 14发送数据TxD 接收数据

8、RxD请求发送RTS 允许发送CTS数据装置准备好DSR信号地GND载波检测CD数据终端准备好DTR 振铃指示RI 2345678202223456782022计算机MODEM2345678202223456782022 MODEM计算机电话线使用使用Modem的的RS-232C接口接口 15TxD：发送数据（终端数传机）串行数据的发送端RxD：接收数据（终端数传机）串行数据的接收端DTE数据终端设备，例如计算机数据终端设备，例如计算机DCE数据通信设备（数传机），例如调制解调器数据通信设备（数传机），例如调制解调器 16RTS：请求发送（终端数传机）当数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效

9、的RTS信号，用于通知数据通信设备准备接收数据CTS：清除发送（允许发送） （终端数传机）当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传送数据时，发出CTS有效信号来响应RTS信号RTS和CTS是数据终端设备与数据通信设备间一对用于数据发送的联络信号 17DTR：数据终端准备好（终端数传机）通常当数据终端设备一加电，该信号就有效，表明数据终端设备准备就绪DSR：数据装置准备好（终端数传机）通常表示数据通信设备（即数据装置）已接通电源连到通信线路上，并处在数据传输方式DTR和DSR也可用做数据终端设备与数据通信设备间的联络信号，例如应答数据接收 18GND：信号地为所有的信号提供一个公共的参考电平C

10、D：载波检测（DCD） （终端数传机）当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时，该引脚向数据终端设备提供有效信号RI：振铃指示（终端数传机）当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引脚信号作为电话铃响的指示、保持有效 19保护地（机壳地）起屏蔽保护作用的接地端，一般应参照设备的使用规定，连接到设备的外壳或大地TxC：发送器时钟控制数据终端发送串行数据的时钟信号RxC：接收器时钟控制数据终端接收串行数据的时钟信号 20TxDRxDRTSCTSGNDDSRDTR2345762023457620计算机计算机(c)TxDRxDRTSCTSGNDDSRDTR2345762023457620计算机计算机

11、(b)TxDRxDGND237234计算机计算机(a)不用Modem的RS-232C接口 213. RS-232C的电气特性的电气特性 为了保证数据正确地传送，设备控制能准确地完成，有必要使所用的信号电平保持一致。为满足此要求，RS-232C标准规定了数据和控制信号的电压范围。由于RS-232C是在TTL集成电路之前制定的，所以它的电平不是+5 V和地。它规定：高电平为+3 +15 V，低电平为-15 -3 V。 22232C接口采用EIA电平（负逻辑）“0” 电平为3V15V“1”电平为3V15V实际常用12V或15Vn标准标准TTL电平（正逻辑）电平（正逻辑）n“1”电平：电平：2.4V5Vn“0”电平：电平：0V0.8V相互转换相互转换 23 由于发送器/接收器芯片使用TTL电平，但RS-232C却使用上述EIA电平，所以为满足EIA电气特性