《微機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)資料》第十章：串行通信和8251a

第十章：串行通信和8251A

10-1串行通信的基本概念10-28251A1編輯ppt10-1串行通信的基本概念一、串行、并行通信1、并行通信例：8255

特點(diǎn)：各位同時(shí)傳送優(yōu)：數(shù)據(jù)傳輸速度快適合：數(shù)據(jù)量大，短距離2、串行通信特點(diǎn)：數(shù)據(jù)逐位傳送優(yōu)：傳輸線少，成本↓適合：長距離，要求串行通信的外設(shè)（例：MODEM）二、串行通信的方向數(shù)據(jù)在兩個(gè)設(shè)備之間傳送，按傳送方向分：圖10-11、單工：數(shù)據(jù)單向A→B2、半雙工：數(shù)據(jù)雙向（不同時(shí)）A←→B例：對講機(jī)3、全雙工：數(shù)據(jù)雙向（同時(shí)）A←→B例：電話2編輯ppt三、串行通信的兩個(gè)基本工作方式協(xié)調(diào)收發(fā)端的工作1、異步方式例傳送數(shù)據(jù)0110010異步串行數(shù)據(jù)發(fā)送格式特點(diǎn)：①不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，空閑狀態(tài)，數(shù)據(jù)信號線為高電平②字符：起始位+數(shù)據(jù)位（5～8位）+校驗(yàn)位+停止位（1～2位）例：字符ASCⅡ編碼，數(shù)據(jù)位占7位。③兩個(gè)字符之間的間隔任意，雙方可用不同時(shí)鐘（接近）起始位D00D11D20D30D41D51D60奇偶校驗(yàn)停止位（1~2位）空閑位3編輯ppt2、同步方式

①不發(fā)送數(shù)據(jù)、空閑狀態(tài)②數(shù)據(jù)：同步字符

+數(shù)據(jù)字符（特殊字符，使收發(fā)雙方同步）（一個(gè)字符接一個(gè)字符）③同步傳輸不允許有間隙，在沒有信息要傳輸時(shí)，要填上空字符雙方：同一時(shí)鐘④傳輸效率高空閑狀態(tài)同步字符1同步字符2數(shù)據(jù)字符數(shù)據(jù)字符4編輯ppt四、串行傳送速率1、波特率（Bd）：每秒鐘所傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)2、常用的波特率為110，300，600，1200，2400，4800，9600，19200例：已知波特率為1200異步傳輸：每個(gè)字符包括1個(gè)起始位，7個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)校驗(yàn)位，1個(gè)停止位。則每秒鐘能傳送的最大字符數(shù)=1200/10=120個(gè)同步傳輸：用4個(gè)同步字符，每個(gè)字符7個(gè)數(shù)據(jù)位。則每秒鐘能傳送的最大字符數(shù)X=167個(gè)（X+4）×7=12005編輯ppt3、串行通信的物理標(biāo)準(zhǔn)：RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)①電特性：負(fù)邏輯電平

-15V～-3V：＂1＂+3V～+15V：＂0＂需電平轉(zhuǎn)換：RS-232-C→TTL電平②接口特性：D型25針接口或D型9針③適用條件：波特率＜20KBd距離＜15m五、串行接口芯片目的：進(jìn)行串并行變換電路圖

UART：通用異步收發(fā)器，僅用于異步通信

USART：通用同步異步收發(fā)器，異步、同步通信。例：8251A六.調(diào)制解調(diào)器電話線只能傳送300~3000hz的音頻信號幅度調(diào)制圖10-5頻率鍵移調(diào)制圖10-66編輯ppt硬件UART電路圖數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE

傳輸線數(shù)字→模擬調(diào)制模擬→數(shù)字解調(diào)RS232CRS232CRXD串行移入并行輸出DATABUSClock串行通信過程7編輯ppt10-2可編程串行通信接口芯片8251A兩個(gè)口控制口同步方式：內(nèi)同步數(shù)據(jù)口外同步異步方式一、8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳圖10-71、數(shù)據(jù)總線緩沖器包括狀態(tài)緩沖器、接收數(shù)據(jù)緩沖器、發(fā)送數(shù)據(jù)/命令

D7～D0：連系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線2、接收緩沖器和控制電路⑴接收緩沖器：接收移位寄存器、串/并變換電路、同步字符寄存器8編輯ppt⑵有關(guān)引腳：①RxD：接收數(shù)據(jù)②RxRDY：接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，輸出，高電平有效有效時(shí)，表示8251A已收到一個(gè)字符，作為中斷方式：中斷請求查詢方式：狀態(tài)信號等待CPU取走，當(dāng)CPU取走字符后，自動(dòng)復(fù)位③SYNDET/BRKDET：同步檢測/斷點(diǎn)檢測輸入或輸出同步方式(SYNDET)：同步檢測內(nèi)同步：輸出信號“1”表示達(dá)到同步外同步：輸入信號異步方式(BRKDET)：斷點(diǎn)檢測、輸出“1”表示當(dāng)前線路上無數(shù)據(jù)可讀9編輯ppt④RxC：接收時(shí)鐘，外部輸入決定8251A接收數(shù)據(jù)的速率波特率系數(shù)（收發(fā)時(shí)鐘頻率=收發(fā)波特率×波特率系數(shù)）同步方式：波特率系數(shù)=1

異步方式：波特率系數(shù)=1，16，64由軟件定義⑶接收過程：CPU發(fā)出允許接受數(shù)據(jù)命令后，接受緩沖器監(jiān)視RxD端異步：當(dāng)RxD端出現(xiàn)低電平，若波特率系數(shù)為16，在第8個(gè)脈沖時(shí)，若仍為低電平，則確認(rèn)為一個(gè)數(shù)據(jù)的起始位，以后每隔16個(gè)脈沖，采樣一位數(shù)據(jù)。同步：檢測同步字符串行數(shù)據(jù)由RxD端送入接收移位寄存器→由串/并變換電路，生成并行數(shù)據(jù)→經(jīng)內(nèi)部總線送數(shù)據(jù)總線緩沖器→使RxRDY輸出高電平，通知CPU取數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線緩沖器并行讀入CPU10編輯ppt3、發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器和控制電路有關(guān)信號：①TxD：發(fā)送數(shù)據(jù)，輸出②TxRDY：發(fā)送器準(zhǔn)備好，輸出,高電平有效。有效時(shí)，表示8251A準(zhǔn)備好，允許CPU并行送數(shù)據(jù)至8251A

可供查詢或用作中斷請求信號③TxE(transmitterEmpty)發(fā)送器空，輸出,高電平有效有效時(shí)，表示緩沖器中無數(shù)據(jù)可發(fā)送異步：輸出空閑位同步：輸出同步字符④TxC：發(fā)送時(shí)鐘，輸入決定8251A的發(fā)送速率11編輯ppt4、讀/寫控制電路①RESET：復(fù)位信號，輸入，高電平有效②CLK：時(shí)鐘信號，輸入。作用：產(chǎn)生8251A內(nèi)部的定時(shí)信號

CLK頻率/TxC,RxC頻率要求：同步方式：30倍 異步方式：4.5倍③RD、WR：讀寫信號④CS：片選信號，接74LS138輸出⑤C/D：控制/數(shù)據(jù)信號，輸入，地址線片內(nèi)選址：0：輸入、輸出數(shù)據(jù)口發(fā)送、接收緩沖器共享一個(gè)地址

1：控制口，狀態(tài)口命令、狀態(tài)緩沖器共享一個(gè)地址兩個(gè)地址12編輯ppt5、調(diào)制解調(diào)器控制電路當(dāng)終端與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通行時(shí)，需要遠(yuǎn)程通信：

8251A—MODEM—標(biāo)準(zhǔn)電話線，圖10-10①DTR：數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好，L輸出→MODEM②DSR：數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好，L輸入←MODEMMODEM終端（CPU)③RTS：請求發(fā)送信號，輸出→MODEM④CTS：清除發(fā)送信號，輸入←MODEM終端MODEM13編輯ppt6、8251A和CPU及外設(shè)的連接圖10-11①8251A與CPU之間的連接

D7～D0、CS、C/D、RESET、RD、WR

收發(fā)聯(lián)絡(luò)信號TxRDY、TxE、RxRDY、BRKDET②8251A與外設(shè)

RXD：

TXD：RS-232-C接口

RxC：

Tx