微机原理 第九章-串行通信接口技术

《微机原理与接口技术》主讲：田娟

信息工程学院电子信息教研室邮箱：jtian@电话9章串行通信接口技术9.1串行通信概述9.2串行接口芯片16550（自学）9.316550的应用举例（自学）§9.1串行通信概述

9.1.1串行通信基本概念

通信的定义：系统与外设之间的信息交换过程。

通信的分类：根据系统与外设之间的连线结构和数据发送方式的不同

并行通信：指在传送数据过程中，将数据按字或字节同时传送。

串行通信：指在传送数据过程中，将数据一位一位顺序地传送。串行通信与并行通信的比较：

并行通信：传输速度快，但需要的传输线多，对于远距离通信来说很不经济，因此并行通信主要适用于短距离、高速通信的场合。

串行通信：数据传输速度较慢，但需要的传输线少。因此，串行通信成本低，适用于远距离、对速度要求不高的场合。§9.1串行通信概述

9.1.2串行通信基本方式串行通信可分为异步传送和同步传送两种方式。异步传送方式采用每个字符都按照一个独立的整体进行发送，字符的间隔时间可以任意变化，即每个字符作为独立的信息单位（帧），可以随机地出现在数据流中。所谓“异步”，就是指通信时两个字符之间的间隔事先不能确定，也没有严格的定时要求。异步传送方式异步传送方式规定字符由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。每一个字符的前面都有一位起始位（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，字符本身由5-7位数据位组成，接着字符后面是一位校验位（也可以没有校验位），最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定长的空闲位。如图9-2所示。图9-2异步串行通信格式在异步传送中，CPU与外部设备之间的通信遵循以下规定：

字符格式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、5～8个数据位、1个奇偶校验位以及1～2个停止位。

传输速率传输速率是指每秒钟传送的二进制位数，通常称为波特率（BandRate）。国际上规定了标准波特率系列，最常用的标准波特率是：110、300、600、1200、l800、2400、4800、9600、115200/19200波特等。小结小结----异步传送的规则

字符速率字符速率是指每秒钟传送的字符数，它与波特率是两个相关但表达的意义不相同的概念。例如，若异步通信的数据格式由1位起始位、8位数据位、1位奇偶校验位、2位停止位组成，波特率为9600b/s，则每秒钟能够最多传送9600/(1+8+1+2)＝800个字符。

小结小结----异步传送的规则（续）【例9-1】异步传输8位ASCII码，如果需要数据传输速率为200字符/秒，使用1位起始位、1位奇偶校验位和2位停止位，则：①波特率应该是多少？②有效数据位传输位是多少？③传输效率是多少？答：①波特率是：(8位数据位+1位起始位+1位校验位+2位停止位)×200=2400b/s②有效数据位传输位是：8×200=1600b/s③传输效率是：1600/2400=66.7%采用异步通信格式的优点是，控制简单，不需收发双方时钟频率保持完全一致，可以有偏差，纠错方便。其缺点是一旦传输出错，则需要重发，传输效率低，信息冗余大。小结小结----异步通信的特点异步通信中，降低了传输效率。因此在大批量数据传送时，为了提高速度，就要设法去掉这些标志，而采用同步传送方式。同步通信是一种数据连续传输的串行通信方式。通信时，发送方把需要发送的多个字节数据和校验信息连接起来，组成数据块。发送时，发送方只需在数据块前插入1～2个特殊的同步字符，然后按特定速率逐位输出（发送）数据块内的各位数据。接收方在接收到特定的同步字符后，也按相同速率接收数据块内的各位数据。同步传送方式§9.1串行通信概述

9.1.3数据传送的工作方式串行通信中，按照同一时刻数据流的方向可分为三种基本传送模式：单工传送、半双工传送和全双工传送。图9-4数据传输方式：（a）单工（b）半双工（c）全双工单工（simplex）方式单工传送方式仅支持在一个方向上的数据传送。如图9-4（a）所示，由设备A传送到设备B。即在这种传送模式中，A只作为发送器，B只作为接收器，反之不可。半双工（Half-duplex）方式半双工传送方式支持在设备A和设备B之间交替相互地传送数据。如图9-4（b）所示，即设备A发送数据到设备B时，B为接收器。接受完后设备B也可以做发送器发送数据到设备A，A为接收器。由于A、B之间仅一根数据传送线，它们都有独立的发送器和接收器，所以在同一个时刻只能进行一个方向的传送。全双工（Full-du