微機(jī)原理與接口技術(shù)10

1、第第1010章：章：串行通信串行通信4串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)4串行異步通信接口芯片串行異步通信接口芯片825082504串行通信程序設(shè)計(jì)串行通信程序設(shè)計(jì)4串行通信接口芯片串行通信接口芯片8251A8251A4串行通信的特點(diǎn)串行通信的特點(diǎn) 同步異步通信的特點(diǎn)、異步通信的幀同步異步通信的特點(diǎn)、異步通信的幀格式、波特率、串行數(shù)據(jù)傳輸方式格式、波特率、串行數(shù)據(jù)傳輸方式48251A8251A的特點(diǎn)的特點(diǎn) 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)4并行通信并行通信 多位二進(jìn)制數(shù)據(jù)可以同時(shí)傳輸；多位二進(jìn)制數(shù)據(jù)可以同時(shí)傳輸； 提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩惶岣邤?shù)據(jù)傳輸?shù)男剩?每一位都要有自己的傳輸線和發(fā)送接收器件。每一位都要有自己的傳輸線

2、和發(fā)送接收器件。4串行通信串行通信 在單根導(dǎo)線上將二進(jìn)制數(shù)一位一位順序傳送；在單根導(dǎo)線上將二進(jìn)制數(shù)一位一位順序傳送； 傳輸線少，成本低，傳輸距離遠(yuǎn)。傳輸線少，成本低，傳輸距離遠(yuǎn)。通信基本方式通信基本方式 所有串行通信都需要一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)所有串行通信都需要一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)來作為數(shù)據(jù)的定時(shí)參考。發(fā)送器和接收來作為數(shù)據(jù)的定時(shí)參考。發(fā)送器和接收器用時(shí)鐘來決定何時(shí)發(fā)送和讀取每一個(gè)器用時(shí)鐘來決定何時(shí)發(fā)送和讀取每一個(gè)數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位。 根據(jù)傳輸時(shí)采用的是統(tǒng)一時(shí)鐘還是根據(jù)傳輸時(shí)采用的是統(tǒng)一時(shí)鐘還是本地局部時(shí)鐘，分：本地局部時(shí)鐘，分：4異步通信異步通信4同步通信同步通信串行通信串行通信異步通信異步通信一個(gè)幀一個(gè)幀0/1

3、奇偶奇偶校驗(yàn)校驗(yàn)起始位起始位0停止位停止位 1、1.5、2位位10/10/10/10/10/10/10/1低位低位高位高位有效數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù) 58位位 以以“字符字符”為單位；為單位； 用用起始位起始位和和停止位停止位來完成收發(fā)；來完成收發(fā)； 起始位為起始位為“0” ，停止位為，停止位為“1”； 兩個(gè)字符間的傳輸間隔是任意的；兩個(gè)字符間的傳輸間隔是任意的； 起始位與停止位之間用空閑位隔開起始位與停止位之間用空閑位隔開 。4幀錯(cuò)誤幀錯(cuò)誤 停止位停止位發(fā)生錯(cuò)誤發(fā)生錯(cuò)誤4校驗(yàn)錯(cuò)校驗(yàn)錯(cuò) 校驗(yàn)位校驗(yàn)位發(fā)生錯(cuò)誤發(fā)生錯(cuò)誤4溢出錯(cuò)溢出錯(cuò) 前一字符還未取走，后一字符已經(jīng)到來。前一字符還未取走，后一字符已經(jīng)到來。異

4、步通信常見錯(cuò)誤異步通信常見錯(cuò)誤同步通信同步通信同步字符同步字符數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)CRC1CRC2一幀一幀（單同步）（單同步）同步字符同步字符同步字符同步字符數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)CRC1CRC2（雙同步）（雙同步）一幀一幀 以以“數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊”為基本單位；為基本單位； 靠靠“同步字符同步字符”來完成收發(fā)同步；來完成收發(fā)同步； 將許多字符組成一個(gè)信息組（稱為幀），字符將許多字符組成一個(gè)信息組（稱為幀），字符一個(gè)接一個(gè)地傳輸，在每幀的開始處加上同步字一個(gè)接一個(gè)地傳輸，在每幀的開始處加上同步字符，沒有信息傳輸時(shí)，填上空字符，同步傳輸不符，沒有信息傳輸時(shí)，填上空字符，同步傳輸不允許字符與字符之間有間隙允許字符與字符之間有

5、間隙 。 需使用同一時(shí)鐘作為發(fā)送接收設(shè)備的同步信號(hào)。需使用同一時(shí)鐘作為發(fā)送接收設(shè)備的同步信號(hào)。異步與同步的區(qū)別異步與同步的區(qū)別異步串行通信異步串行通信同步串行通信同步串行通信在通信的數(shù)據(jù)流中，在通信的數(shù)據(jù)流中，字符間字符間異步異步，字符內(nèi)各位間同步。，字符內(nèi)各位間同步。使用多個(gè)時(shí)鐘。使用多個(gè)時(shí)鐘。在通信的數(shù)據(jù)流中，字符在通信的數(shù)據(jù)流中，字符與字符之間以及字符內(nèi)部與字符之間以及字符內(nèi)部的位與位之間都必須保持的位與位之間都必須保持同步。需使用一個(gè)時(shí)鐘。同步。需使用一個(gè)時(shí)鐘。信息傳送單位信息傳送單位（1幀數(shù)據(jù)）幀數(shù)據(jù)）為為1個(gè)字符個(gè)字符，即，即1幀數(shù)據(jù)中只幀數(shù)據(jù)中只包括包括1個(gè)字符的有效數(shù)據(jù)。個(gè)字符

6、的有效數(shù)據(jù)。字符與字符之間通信沒有嚴(yán)字符與字符之間通信沒有嚴(yán)格定時(shí)要求。格定時(shí)要求。信息傳送單位信息傳送單位（1幀數(shù)據(jù)）幀數(shù)據(jù)）為數(shù)據(jù)塊（字符塊）為數(shù)據(jù)塊（字符塊），即，即1幀數(shù)據(jù)中包括幀數(shù)據(jù)中包括1個(gè)或多個(gè)字個(gè)或多個(gè)字符的有效數(shù)據(jù)。符的有效數(shù)據(jù)。傳輸方式傳輸方式發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器/接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器/接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器/接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器/接收器接收器單工方式單工方式如：廣播、如：廣播、 有線電視有線電視半雙工方式半雙工方式如：對(duì)講機(jī)如：對(duì)講機(jī)全雙工方式全雙工方式如：電話如：電話4通信協(xié)議通信協(xié)議 通信雙方對(duì)數(shù)據(jù)傳送控制的一種約定。通信雙方對(duì)數(shù)據(jù)傳送控制的

7、一種約定。4約定中包括對(duì)數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳約定中包括對(duì)數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳送速率、傳送步驟、檢糾錯(cuò)方式以及控送速率、傳送步驟、檢糾錯(cuò)方式以及控制字符定義等問題作統(tǒng)一規(guī)定。制字符定義等問題作統(tǒng)一規(guī)定。4通信雙方必須共同遵守。通信雙方必須共同遵守。通信協(xié)議通信協(xié)議波特率波特率4波特率波特率（通信速率）（通信速率） 每秒鐘傳送每秒鐘傳送0 0、1 1代碼的位數(shù)。代碼的位數(shù)。4單位：單位：波特波特 1 1波特波特1 1位秒（位秒（1bps1bps）4常用波特率：常用波特率： 110、300、600、1200、2400、4800 9600、192004收發(fā)雙方的通信速率必須一致。收發(fā)雙方的通信速率

8、必須一致。波特率與時(shí)鐘頻率波特率與時(shí)鐘頻率4同步通信同步通信 收收/發(fā)時(shí)鐘頻率發(fā)時(shí)鐘頻率=波特率波特率4異步通信異步通信 收收/發(fā)時(shí)鐘頻率發(fā)時(shí)鐘頻率=n*波特率波特率 （n為波特率系數(shù)，取為波特率系數(shù)，取1，16，64）4例：例：某系統(tǒng)利用某系統(tǒng)利用8251A芯片發(fā)送字符，字符格式由芯片發(fā)送字符，字符格式由1個(gè)個(gè)起始位、奇校驗(yàn)、起始位、奇校驗(yàn)、8位數(shù)據(jù)位、位數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位組成，波特率個(gè)停止位組成，波特率為為2200。試問：。試問：（1）該系統(tǒng)每分鐘發(fā)送字符多少個(gè)？）該系統(tǒng)每分鐘發(fā)送字符多少個(gè)？（2）若波特率因子為）若波特率因子為16，求發(fā)送的時(shí)鐘頻率？，求發(fā)送的時(shí)鐘頻率？接口標(biāo)準(zhǔn)：接口標(biāo)準(zhǔn)

9、：RS-232CRS-232C 連接器：連接器：外形為外形為25針或針或9針的針的D型型4RS-232C電平：電平：負(fù)邏輯負(fù)邏輯 “1”：3V 15V “0”： +3V +15V4TTL電平：電平：正邏輯正邏輯 “1”：3.6V 5V “0”： 0V 2.4V4電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換: TTL RS232: MC1488 RS232 TTL : MC14894調(diào)制調(diào)制：將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)4解調(diào)：解調(diào)：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)4調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器（MODEMMODEM）：既調(diào)制，又解調(diào)既調(diào)制，又解調(diào)4方法：方法： 根據(jù)載波根據(jù)載波 Acos( t

10、 + )的三個(gè)參數(shù)：的三個(gè)參數(shù)：幅度、頻幅度、頻率、相位率、相位，產(chǎn)生常用的三種調(diào)制技術(shù)：，產(chǎn)生常用的三種調(diào)制技術(shù)：1. 振幅鍵控振幅鍵控 Amplitude-Shift Keying (ASK)2. 頻移鍵控頻移鍵控 Frequency-Shift Keying (FSK)3. 相移鍵控相移鍵控 Phase-Shift Keying (PSK)信號(hào)的調(diào)制解調(diào)信號(hào)的調(diào)制解調(diào)8251A8251A48251A是通用串行接口；是通用串行接口； 是可編程的同步是可編程的同步/異步、接收器異步、接收器/發(fā)送器。發(fā)送器。4兩個(gè)命令字：兩個(gè)命令字：方式選擇命令字、工作命令字方式選擇命令字、工作命令字 一個(gè)一

11、個(gè)狀態(tài)字狀態(tài)字4方式選擇命令字僅僅對(duì)方式選擇命令字僅僅對(duì)8251A8251A的工作方式做了的工作方式做了規(guī)定，并不能使其啟動(dòng)工作。因此在方式選擇規(guī)定，并不能使其啟動(dòng)工作。因此在方式選擇命令字后必須寫入一個(gè)工作命令字，以便接收命令字后必須寫入一個(gè)工作命令字，以便接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。和發(fā)送數(shù)據(jù)。4兩個(gè)命令字在對(duì)兩個(gè)命令字在對(duì)8251A8251A初始化編程時(shí)必須完成，初始化編程時(shí)必須完成，否則芯片將不工作。否則芯片將不工作。4兩個(gè)命令字都寫入同一控制口，無特征位，所兩個(gè)命令字都寫入同一控制口，無特征位，所以必須以必須按順序完成按順序完成。8251A8251A命令字命令字方式選擇命令字方式選擇命令字D7D

12、6D5D4D3D2D1D0通信方式與通信方式與波特率選擇波特率選擇00：同步同步01：異步異步110：異步異步1611：異步異步64數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)長度00：5位位01：6位位10：7位位11：8位位同步同步/ 幀控制幀控制D1D000時(shí)：時(shí)：00：不確定不確定01：1個(gè)停止位個(gè)停止位10：1.5個(gè)個(gè)11：2個(gè)停止位個(gè)停止位奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)0：無無01：奇校驗(yàn)奇校驗(yàn)11：偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)例：例：某系統(tǒng)利用某系統(tǒng)利用8251A芯片傳送字符，字符格式由芯片傳送字符，字符格式由1個(gè)起個(gè)起始位、奇校驗(yàn)、始位、奇校驗(yàn)、8位數(shù)據(jù)位、位數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位組成，波特率為個(gè)停止位組成，波特率為2200，時(shí)鐘頻率為，時(shí)鐘

13、頻率為35.2kHz。確定方式選擇命令字。確定方式選擇命令字。工作命令字工作命令字4初始化是在芯片復(fù)位的前提下進(jìn)行的，所以需先初始化是在芯片復(fù)位的前提下進(jìn)行的，所以需先向控制口寫入向控制口寫入40H40H，令，令8251A8251A復(fù)位。復(fù)位。4初始化寫工作命令字時(shí)，一般定工作命令字為：初始化寫工作命令字時(shí)，一般定工作命令字為： 0000001 10 01 10 01 1B B（15H15H）D7D6D5D4D3D2D1D01：允許發(fā)送允許發(fā)送0：禁止發(fā)送禁止發(fā)送TXENRXENERSBRKDTRRTSIREH1：允許接收允許接收0：禁止接收禁止接收1：錯(cuò)誤標(biāo)志錯(cuò)誤標(biāo)志 復(fù)位復(fù)位1：復(fù)位復(fù)位數(shù)

14、據(jù)終端數(shù)據(jù)終端是否準(zhǔn)備好是否準(zhǔn)備好1：發(fā)送終止字符發(fā)送終止字符0：正常工作正常工作1：發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求1：搜索同步字符搜索同步字符只用于內(nèi)同步只用于內(nèi)同步狀態(tài)字狀態(tài)字4為了監(jiān)視和檢查芯片的工作狀態(tài)。為了監(jiān)視和檢查芯片的工作狀態(tài)。D7D6D5D4D3D2D1D0發(fā)送發(fā)送準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好TXRDYRXRDYOEPEFESYNDETDSR發(fā)送器空發(fā)送器空溢出錯(cuò)溢出錯(cuò)同步檢測(cè)同步檢測(cè)接收接收準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好奇偶錯(cuò)奇偶錯(cuò)格式錯(cuò)格式錯(cuò)TXE數(shù)據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好初始化編程步驟初始化編程步驟向控制口寫入向控制口寫入3個(gè)個(gè)0保證芯片處保證芯片處于命令狀態(tài)于命令狀態(tài)向控制口寫入向控制口寫入40H延時(shí)延時(shí)（28*T

15、CLK）寫方式選擇命令字寫方式選擇命令字寫工作命令字寫工作命令字令芯片復(fù)位令芯片復(fù)位返回空閑狀返回空閑狀態(tài)態(tài)等待內(nèi)部狀等待內(nèi)部狀態(tài)轉(zhuǎn)換完畢態(tài)轉(zhuǎn)換完畢確定工作方確定工作方式及幀格式式及幀格式控制實(shí)際控制實(shí)際操作操作8251A8251A舉例舉例舉例舉例4工作命令字：要求首先復(fù)位所有出錯(cuò)標(biāo)志，請(qǐng)求發(fā)送/RTS有效，數(shù)據(jù)終端就緒/DTR有效，發(fā)送允許TxEN有效，接收允許RxE有效（全雙工）。 即工作字為： 0 0 1 1 0 1 1 1外同外同步步內(nèi)部內(nèi)部復(fù)位復(fù)位RTS有效有效復(fù)位復(fù)位出錯(cuò)出錯(cuò)標(biāo)志標(biāo)志不發(fā)不發(fā)連續(xù)連續(xù)空號(hào)空號(hào)RxE有效有效DTR有效有效TxEN有效有效由于由于8251端口地址為端口地

16、址為C0H、C2H，因此，因此，8251的偶地址的偶地址是是C0H，奇地址實(shí)際上是，奇地址實(shí)際上是C2H 初始化編程為：初始化編程為：MOVAL，1111,1110BOUT0C2H,ALMOVAL,0011,0111BOUT0C2H,AL8251A8251A舉例舉例8251A8251A舉例舉例8251A初始化初始化讀狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)寄存器RxRDY=1？接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)出錯(cuò)？數(shù)據(jù)出錯(cuò)？讀狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)接收完？數(shù)據(jù)接收完？錯(cuò)誤處理錯(cuò)誤處理讀狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)寄存器TxRDY=1？發(fā)送結(jié)束符發(fā)送結(jié)束符結(jié)束結(jié)束是是是是是是是是否否否否否否8251A8251A舉例舉例8251A8251A舉例舉例發(fā)送程序發(fā)送程序接收程序接收程序接收接收256字節(jié)，放在字節(jié)，放在buf中中Data s