第五章通信原理及接口電路設(shè)計(jì)智能儀表原理與設(shè)計(jì)

1、第五章第五章 通信原理及接口通信原理及接口 電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)華東理工大學(xué)信息學(xué)院自動(dòng)化系華東理工大學(xué)信息學(xué)院自動(dòng)化系5.1 概述概述本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：5.2 串行總線通信串行總線通信5.3 并行通信及接口電路并行通信及接口電路5.4 通用串行總線接口通用串行總線接口 USB 5.5 藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)）技術(shù)5.6 現(xiàn)場(chǎng)總線通信標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線通信標(biāo)準(zhǔn) 控制系統(tǒng)的發(fā)展推動(dòng)了智能儀表通信接口的控制系統(tǒng)的發(fā)展推動(dòng)了智能儀表通信接口的發(fā)展。儀表之間要進(jìn)行信息交換和傳輸，這是通發(fā)展。儀表之間要進(jìn)行信息交換和傳輸，這是通過(guò)儀表的通信接口、按照一定的協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)的。過(guò)儀表的通信接口、按

2、照一定的協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通信接口是各臺(tái)儀表之間或儀表與通信接口是各臺(tái)儀表之間或儀表與PC機(jī)之間進(jìn)行機(jī)之間進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)裝置。信息交換和傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)裝置。5.1 概述概述異步串行通信接口異步串行通信接口并行通信接口并行通信接口USB接口（通用串行總線）接口（通用串行總線）現(xiàn)場(chǎng)總線接口現(xiàn)場(chǎng)總線接口以太網(wǎng)接口以太網(wǎng)接口電力網(wǎng)絡(luò)電力網(wǎng)絡(luò)藍(lán)牙技術(shù)：無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)藍(lán)牙技術(shù)：無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)通信接口主要有以下類(lèi)型：通信接口主要有以下類(lèi)型：5.1 概述概述5.2 串行總線通信串行總線通信5.2.1 串行總線介紹串行總線介紹5.2.2 串行通信的基本概念串行通信的基本概念5.2.3 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口

3、標(biāo)準(zhǔn)5.2.4 典型的串行通信接口器件典型的串行通信接口器件5.2.5 串行多機(jī)通信串行多機(jī)通信 傳統(tǒng)的通信接口傳統(tǒng)的通信接口包括包括并行并行和和串行串行通信接口，通信接口，控制系統(tǒng)普遍使用串行通信方法。串行通信接口控制系統(tǒng)普遍使用串行通信方法。串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)有標(biāo)準(zhǔn)有RS-232C、RS-422、RS-485等。等。5.2 串行總線通信串行總線通信5.2.1 串行總線介紹串行總線介紹RS-232C以位串型方式傳輸數(shù)據(jù)，以位串型方式傳輸數(shù)據(jù)，1位起始位、位起始位、58 位位ASCII碼數(shù)據(jù)及碼數(shù)據(jù)及12位停止位，邏輯位停止位，邏輯1的電的電平是平是-15 -5V，邏輯，邏輯0的電平的電平+5

4、+15V。RS-232C的接口信號(hào)有：數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)和信的接口信號(hào)有：數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)和信號(hào)地等，通常使用號(hào)地等，通常使用9芯扁平插頭座來(lái)連接串行通信芯扁平插頭座來(lái)連接串行通信線路。線路。 5.2.1 串行總線介紹串行總線介紹工業(yè)上普遍使用工業(yè)上普遍使用RS-485串行接口標(biāo)準(zhǔn)串行接口標(biāo)準(zhǔn), 因采用平因采用平衡差分信號(hào)線衡差分信號(hào)線, 故其數(shù)據(jù)傳送率較故其數(shù)據(jù)傳送率較RS-232C高高, 傳送距離也長(zhǎng)。傳送距離也長(zhǎng)。 單片機(jī)有串行口單片機(jī)有串行口UART, 可以可以RS-232或或 RS-485標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)傳輸數(shù)據(jù)。準(zhǔn)傳輸數(shù)據(jù)。5.2.2 串行通信的基本概念串行通信的基本概念串行通信的特點(diǎn)串行

5、通信的特點(diǎn)主要適用于長(zhǎng)距離、低速率的通信中。主要適用于長(zhǎng)距離、低速率的通信中。 數(shù)據(jù)在單條數(shù)據(jù)在單條1位寬的傳輸線上按時(shí)間先后一位一位位寬的傳輸線上按時(shí)間先后一位一位地傳送；節(jié)省傳輸線（地傳送；節(jié)省傳輸線（優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)）；數(shù)據(jù)傳輸率較低）；數(shù)據(jù)傳輸率較低（缺點(diǎn)）。缺點(diǎn)）。通信線路工作方式通信線路工作方式單工方式單工方式（Simplex）：?jiǎn)涡芯€（）：?jiǎn)涡芯€（one way road）計(jì)算機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收時(shí)，線上的數(shù)據(jù)流動(dòng)計(jì)算機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收時(shí)，線上的數(shù)據(jù)流動(dòng)只有一個(gè)方向。只有一個(gè)方向。半雙工方式半雙工方式（Half-duplex）：數(shù)據(jù)的流動(dòng)為雙向，）：數(shù)據(jù)的流動(dòng)為雙向，但同一時(shí)刻

6、只能一個(gè)方向傳輸。即交替地進(jìn)行雙向數(shù)但同一時(shí)刻只能一個(gè)方向傳輸。即交替地進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送。據(jù)傳送。全雙工方式全雙工方式（Full-duplex）：同時(shí)可以進(jìn)行雙向數(shù)）：同時(shí)可以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。據(jù)傳輸。 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)流 半雙工 數(shù)據(jù)流 全雙工 A 發(fā)送器 B 接收器 A 發(fā)送器 接收器 B 接收器 發(fā)送器 A 發(fā)送器 接收器 B 接收器 發(fā)送器 通信線路的連接方式通信線路的連接方式每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為bps（bit per second ）也稱(chēng)也稱(chēng)比特率比特率。波特率波特率每秒傳輸?shù)拿棵雮鬏數(shù)摹胺?hào)符號(hào)”（也稱(chēng)離散狀（也稱(chēng)離散狀態(tài)）的個(gè)數(shù)。態(tài)）的個(gè)數(shù)?！纠?/p>

7、，每秒傳送例如，每秒傳送1個(gè)符號(hào)，則波特率為個(gè)符號(hào)，則波特率為1波特波特】在計(jì)算機(jī)中，一個(gè)在計(jì)算機(jī)中，一個(gè)“符號(hào)符號(hào)”的含義為的含義為高、低兩種高、低兩種電平電平，分別代表邏輯值，分別代表邏輯值“1”和和“0”，所以每個(gè)符，所以每個(gè)符號(hào)的信息量為號(hào)的信息量為1比特，此時(shí)波特率與比特率剛好一比特，此時(shí)波特率與比特率剛好一致。致。但在其他一些場(chǎng)合（例如通信中采用的但在其他一些場(chǎng)合（例如通信中采用的“相相幅幅”復(fù)合調(diào)制技術(shù)，復(fù)合調(diào)制技術(shù)，一個(gè)一個(gè)“符號(hào)符號(hào)”的信息含量就不是的信息含量就不是一個(gè)比特，此時(shí)，一個(gè)比特，此時(shí)，波特率就不等于波特率就不等于比特率比特率。數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率F（時(shí)鐘頻率）（時(shí)

8、鐘頻率）波特率因子波特率因子波特率波特率波特率因子波特率因子：數(shù)據(jù)傳輸率：數(shù)據(jù)傳輸率（波特率）（波特率）與時(shí)鐘頻率之與時(shí)鐘頻率之間的比例系數(shù)間的比例系數(shù)給定時(shí)鐘頻率，選擇不同的給定時(shí)鐘頻率，選擇不同的波特率因子波特率因子可得到不同可得到不同的波特率。的波特率。例如：例如：f = 19.2 kHz，若選波特率因子為，若選波特率因子為16，則波特率，則波特率為為1200 bps。若選定波特率因子和波特率，則相應(yīng)的確定了對(duì)若選定波特率因子和波特率，則相應(yīng)的確定了對(duì)時(shí)時(shí)鐘頻率鐘頻率的要求。的要求。 12001619200（時(shí)鐘頻率）（時(shí)鐘頻率）波特率因子波特率因子異步通信方式異步通信方式（Asynch

9、ronous）串行通信接收方式串行通信接收方式同步通信方式同步通信方式（Synchronous）異步通信方式：也稱(chēng)異步通信方式：也稱(chēng)“起止同步式起止同步式”。異步通信規(guī)程異步通信規(guī)程: :一個(gè)字符（若干個(gè)字位）作為一個(gè)獨(dú)立的信息單元；一個(gè)字符（若干個(gè)字位）作為一個(gè)獨(dú)立的信息單元；信息單元內(nèi)是同步的，但信息單元之間是異步的；信息單元內(nèi)是同步的，但信息單元之間是異步的；發(fā)送器和接收器可以沒(méi)有共同的時(shí)鐘；發(fā)送器和接收器可以沒(méi)有共同的時(shí)鐘；目前智能儀表與微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中大多采用異步通信目前智能儀表與微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中大多采用異步通信方式。方式。異步傳輸數(shù)據(jù)格式：異步傳輸數(shù)據(jù)格式：1/0001115-8位數(shù)據(jù)

10、位1/0停止位或空閑位1 1起始位奇偶校驗(yàn)位停止位或、22111第n個(gè)字符空閑位第n+1個(gè)字符低位高位同步通信規(guī)程同步通信規(guī)程:發(fā)送器和接收器使用同一時(shí)鐘源來(lái)同步發(fā)送器和接收器使用同一時(shí)鐘源來(lái)同步用二進(jìn)制系列（同步字符）來(lái)表示開(kāi)始發(fā)送有用二進(jìn)制系列（同步字符）來(lái)表示開(kāi)始發(fā)送有效數(shù)據(jù)效數(shù)據(jù)如暫無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送，用同步字符填充如暫無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送，用同步字符填充成批發(fā)送的數(shù)據(jù)，成為數(shù)據(jù)流或數(shù)據(jù)場(chǎng)成批發(fā)送的數(shù)據(jù)，成為數(shù)據(jù)流或數(shù)據(jù)場(chǎng)兩類(lèi)：面向字符型（兩類(lèi)：面向字符型（BSC）；面向比特）；面向比特（SDLC，HDLC）傳輸速率高，適用于設(shè)備間工作速度比較接近傳輸速率高，適用于設(shè)備間工作速度比較接近的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。

11、同步通信方式同步通信方式同步通信信息格式同步通信信息格式同步字符（SYN1) 同步字符（SYN2)數(shù)據(jù)（DATA)校驗(yàn)：串行通信重要環(huán)節(jié)，衡量通信系統(tǒng)的校驗(yàn)：串行通信重要環(huán)節(jié)，衡量通信系統(tǒng)的指標(biāo)指標(biāo)奇偶校驗(yàn)（奇偶校驗(yàn)（Parity Check ）CRC校驗(yàn)（校驗(yàn)（Cyclic Redundancy Check ）差錯(cuò)校驗(yàn)差錯(cuò)校驗(yàn)信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，利用普通電話線進(jìn)信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，利用普通電話線進(jìn)行傳輸。行傳輸。現(xiàn)在的電話網(wǎng)是模擬通信系統(tǒng)，它是為現(xiàn)在的電話網(wǎng)是模擬通信系統(tǒng)，它是為傳輸話音信息而設(shè)計(jì)的。要在電話網(wǎng)上傳輸話音信息而設(shè)計(jì)的。要在電話網(wǎng)上傳送數(shù)字信號(hào)，必須經(jīng)過(guò)調(diào)制和解調(diào)傳送數(shù)字信號(hào)，必須

12、經(jīng)過(guò)調(diào)制和解調(diào)調(diào)制調(diào)制(Modulate)：數(shù)字信號(hào)：數(shù)字信號(hào)-模擬（音頻）模擬（音頻）信號(hào)信號(hào)解調(diào)解調(diào)(Demodulate)：模擬信號(hào)：模擬信號(hào)-數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)方法方法：選取音頻范圍某一頻率的正（余）弦選取音頻范圍某一頻率的正（余）弦模擬信號(hào)作為模擬信號(hào)作為載波載波，用以運(yùn)載所要傳送的數(shù)，用以運(yùn)載所要傳送的數(shù)字信號(hào)。要用傳送的數(shù)字信號(hào)改變載波信號(hào)字信號(hào)。要用傳送的數(shù)字信號(hào)改變載波信號(hào)的的幅值、頻率或相位幅值、頻率或相位，使之在信道上傳送；，使之在信道上傳送；到達(dá)信道另一端，再將數(shù)字信號(hào)從載波中取到達(dá)信道另一端，再將數(shù)字信號(hào)從載波中取出。出。調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù)

13、 FSK frequency shift keying， PSK Phase-Shift-Keying PAM Pulse Amplitude Modulation收發(fā)雙方的同步方式收發(fā)雙方的同步方式傳輸控制步驟傳輸控制步驟差錯(cuò)檢驗(yàn)方式差錯(cuò)檢驗(yàn)方式數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)傳輸速度數(shù)據(jù)傳輸速度通信報(bào)文格式及控制字符的定義通信報(bào)文格式及控制字符的定義5.2.3串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)1969年，年， EIA制定的適合于制定的適合于DTE和和DCE之間相互之間相互連接與通信的串行通信規(guī)程。連接與通信的串行通信規(guī)程。最初為解決利用電話網(wǎng)進(jìn)行通信的問(wèn)題而提出。最初為解決利用電話網(wǎng)進(jìn)行通信的問(wèn)題而提出

14、。DTEData Terminal Equipment (Computer)：數(shù)據(jù)終端設(shè)備：數(shù)據(jù)終端設(shè)備DCEData Communication Equipment(MODEM)：數(shù)據(jù)通：數(shù)據(jù)通信設(shè)備信設(shè)備 -Data Circuit-terminal Equipment 數(shù)字電路終端設(shè)備數(shù)字電路終端設(shè)備EIA RS232C標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)1.1.數(shù)據(jù)傳送格式數(shù)據(jù)傳送格式RS232C總線上傳輸?shù)漠惒酵ㄐ诺湫蛿?shù)據(jù)格式總線上傳輸?shù)漠惒酵ㄐ诺湫蛿?shù)據(jù)格式標(biāo)志位：標(biāo)識(shí)位。一個(gè)字符在開(kāi)始傳輸前，輸出線必標(biāo)志位：標(biāo)識(shí)位。一個(gè)字符在開(kāi)始傳輸前，輸出線必須在邏輯上處于須在邏輯上處于“1”狀態(tài)。狀態(tài)。標(biāo)識(shí)位標(biāo)識(shí)位 起始

15、位起始位 數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位 校驗(yàn)位校驗(yàn)位 停止位停止位 標(biāo)識(shí) 起始位 數(shù)據(jù) 停止位(1/1.5/2) D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 校驗(yàn)位 (1) 采用采用負(fù)邏輯負(fù)邏輯：5V15V邏輯邏輯0 5V15V邏輯邏輯1(2) 目的：目的： 補(bǔ)償傳輸線上的損耗補(bǔ)償傳輸線上的損耗抗噪聲干擾抗噪聲干擾“0”轉(zhuǎn)換區(qū)“1”“0”轉(zhuǎn)換區(qū)“1”2V噪聲容限15V5V5V15V15V3V3V15V2.2.電氣信號(hào)特性（信號(hào)電平的規(guī)定）電氣信號(hào)特性（信號(hào)電平的規(guī)定）(3)RS-232C電平與電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換電平之間的轉(zhuǎn)換TTL： +5V：1 0V：0RS-232： -15V-3V： 1 +3V

16、+15V：0TTL電平電平RS-232C電平：電平：MC1488RS-232C電平電平TTL電平：電平：MC1489 （a）MC1488 （b）MC1489MC1488/1489是功能單一的發(fā)送是功能單一的發(fā)送/接受器，在雙向數(shù)接受器，在雙向數(shù)據(jù)傳輸中各端都要同時(shí)使用這兩個(gè)器件，此外，又據(jù)傳輸中各端都要同時(shí)使用這兩個(gè)器件，此外，又必須同時(shí)具備正負(fù)兩組電源，因此在很多場(chǎng)合很不必須同時(shí)具備正負(fù)兩組電源，因此在很多場(chǎng)合很不方便。現(xiàn)在有一些新型的方便?，F(xiàn)在有一些新型的RS-232C電平轉(zhuǎn)換電路芯片。電平轉(zhuǎn)換電路芯片。例如：美國(guó)例如：美國(guó)MAXIM公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的MAX RS-232C收發(fā)收發(fā)器芯片

17、系列十分豐富。器芯片系列十分豐富。MAX220, MAX222, MAX223, MAX225, MAX230, MAX231, MAX232, MAX232A, MAX233, MAX233A, MAX234, MAX235, MAX236, MAX237, MAX238, MAX239, MAX240 ，MAX241, MAX242, MAX243, MAX244, MAX245, MAX246, MAX247, MAX248, MAX249 標(biāo)準(zhǔn)最初制定時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)最初制定時(shí)采用25根線根線25個(gè)功能引腳僅定義了個(gè)功能引腳僅定義了22個(gè)，個(gè)，22個(gè)信號(hào)分成兩個(gè)信號(hào)分成兩個(gè)信道組個(gè)信道組主信

18、道組主信道組（第一信道第一信道）和輔信道和輔信道組組（第二信道，較少使用第二信道，較少使用）3.3.接口信號(hào)接口信號(hào)分類(lèi)分類(lèi)符號(hào)符號(hào)名稱(chēng)名稱(chēng)引腳引腳說(shuō)明說(shuō)明地線地線 機(jī)架保護(hù)地（屏蔽地）機(jī)架保護(hù)地（屏蔽地）1 信號(hào)地（公共地）信號(hào)地（公共地）7 數(shù)據(jù)信數(shù)據(jù)信號(hào)線號(hào)線TXD數(shù)據(jù)發(fā)送線數(shù)據(jù)發(fā)送線2在 無(wú) 數(shù) 據(jù) 信 息 傳 輸 或 收在 無(wú) 數(shù) 據(jù) 信 息 傳 輸 或 收 / 發(fā) 信 息 間 隔 期 ，發(fā) 信 息 間 隔 期 ，RXD/TXD電平為電平為1。輔助信道傳輸速率較主信道。輔助信道傳輸速率較主信道低。其余同低。其余同RXD數(shù)據(jù)接收線數(shù)據(jù)接收線3TXD輔助信道數(shù)據(jù)發(fā)送線輔助信道數(shù)據(jù)發(fā)送線1

19、4RXD輔助信道數(shù)據(jù)接收線輔助信道數(shù)據(jù)接收線16定時(shí)定時(shí)信號(hào)信號(hào)線線 DCE發(fā)送信號(hào)定時(shí)發(fā)送信號(hào)定時(shí)15指示被傳輸?shù)拿總€(gè)指示被傳輸?shù)拿總€(gè)bit信息的中心位置信息的中心位置 DCE接收信號(hào)定時(shí)接收信號(hào)定時(shí)17 DTE發(fā)送信號(hào)定時(shí)發(fā)送信號(hào)定時(shí)24 控控制制線線RTS請(qǐng)求發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送4DTE發(fā)給發(fā)給DCECTS允許發(fā)送允許發(fā)送5DCE發(fā)給發(fā)給DTEDSRDCE裝置就緒裝置就緒6 DTRDTE裝置就緒裝置就緒20DTE發(fā)給發(fā)給DCEDCD接收信號(hào)（載波）檢測(cè)接收信號(hào)（載波）檢測(cè)8DTE收到滿足標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)時(shí)置位收到滿足標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)時(shí)置位 振鈴指示振鈴指示22由由DCE收到振鈴時(shí)置位收到振鈴時(shí)置位 信號(hào)質(zhì)量

20、檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)21由由DCE根據(jù)數(shù)據(jù)信息是否有錯(cuò)而置位根據(jù)數(shù)據(jù)信息是否有錯(cuò)而置位/復(fù)位復(fù)位 數(shù)據(jù)信號(hào)速率選擇數(shù)據(jù)信號(hào)速率選擇23指定兩種傳輸速率中的一種指定兩種傳輸速率中的一種RTS輔助信道請(qǐng)求發(fā)送輔助信道請(qǐng)求發(fā)送19 CTS輔助信道允許發(fā)送輔助信道允許發(fā)送13RCD輔助信道接收檢測(cè)輔助信道接收檢測(cè)12備備用用線線 9未定義，保留供未定義，保留供DCE裝置測(cè)試使用裝置測(cè)試使用 10 11 18 25DB-9 and DB-25 RS-232 Pin DesignationsSignalDB-9DB-25DCD18RxD23TxD32DTR420GND57DSR66RTS74CTS85RI92

21、2硬件握手使用硬件握手使用DSR、CTS、DTR和和RTS四條硬件線路。四條硬件線路。其中其中DTR和和RTS指的是計(jì)算指的是計(jì)算機(jī)上的機(jī)上的RS-232端；而端；而DSR和和CTS則是指帶有則是指帶有RS-232接口接口的智能設(shè)備。的智能設(shè)備。通過(guò)四條線的通過(guò)四條線的交互作用，計(jì)算機(jī)主控端與交互作用，計(jì)算機(jī)主控端與被控的設(shè)備端可以進(jìn)行數(shù)據(jù)被控的設(shè)備端可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的交流，而在數(shù)據(jù)傳輸太快的交流，而在數(shù)據(jù)傳輸太快而無(wú)法處理時(shí)，可以通過(guò)這而無(wú)法處理時(shí)，可以通過(guò)這四條握手線的高低電位的變四條握手線的高低電位的變化來(lái)控制數(shù)據(jù)是繼續(xù)發(fā)送還化來(lái)控制數(shù)據(jù)是繼續(xù)發(fā)送還是暫停發(fā)送。是暫停發(fā)送。右圖描述了計(jì)算機(jī)向

22、設(shè)備傳右圖描述了計(jì)算機(jī)向設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的硬件流量控制。輸數(shù)據(jù)時(shí)的硬件流量控制。PCMCIA56KINSERT THIS END計(jì)算機(jī)設(shè)備RS-232DSR下降DSR升高設(shè)備緩沖區(qū)快滿計(jì)算機(jī)暫停發(fā)送數(shù)據(jù)設(shè)備持續(xù)處理數(shù)據(jù)設(shè)備緩沖區(qū)已降計(jì)算機(jī)再向設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)CTS下降CTS升高直接連接的最長(zhǎng)距離為直接連接的最長(zhǎng)距離為1515米（米（5050英尺）英尺） 超過(guò)超過(guò)1515米需連米需連MODEMMODEM最高傳輸速率為最高傳輸速率為20Kbps20Kbps 1 25 13 141596 DB9連接器連接器 DB25連接器連接器 4.4.機(jī)械接口特性機(jī)械接口特性(1)全雙向標(biāo)準(zhǔn)電纜全雙向標(biāo)準(zhǔn)電纜(2)三線

23、經(jīng)濟(jì)方式三線經(jīng)濟(jì)方式(3)零調(diào)制解調(diào)器（零調(diào)制解調(diào)器（Null Modem） 采用交叉采用交叉(2-3,20-6)反饋反饋(4-5)方式進(jìn)行連接方式進(jìn)行連接5.5.通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)全雙向標(biāo)準(zhǔn)電纜連接全雙向標(biāo)準(zhǔn)電纜連接 計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)與Modem相連相連本 地 Modem遠(yuǎn) 程 Modem 計(jì) 算 機(jī)終 端123456782022機(jī)殼地發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)請(qǐng)求發(fā)送允許發(fā)送Modem就緒信號(hào)地載波檢測(cè)終端就緒呼叫指示載波檢測(cè)呼叫指示電話線三線方式信號(hào)連接三線方式信號(hào)連接 簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合，如雙機(jī)通信等簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合，如雙機(jī)通信等三線方式信號(hào)連接Null modem方式信號(hào)連接零調(diào)制解調(diào)器（零調(diào)制

24、解調(diào)器（Null Modem） 采用交叉采用交叉(2-3,20-6)反饋反饋(4-5)方式進(jìn)行連接方式進(jìn)行連接(1) EIA RS-422A，采用，采用“平衡接口電路平衡接口電路”，輸入差分電壓，平衡驅(qū)動(dòng)（全雙工）輸入差分電壓，平衡驅(qū)動(dòng)（全雙工） 傳輸率傳輸率 10M bps傳輸距離傳輸距離10m(10M bps)1000m（100k bps） (2) EIA RS-423A，采用，采用“非平衡接口電路非平衡接口電路”傳輸率傳輸率300k bps傳輸距離傳輸距離10m（300k bps）1000m（3k bps） RS-422A，RS-423A和和RS-485采用平衡式發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收

25、發(fā)器來(lái)驅(qū)動(dòng)采用平衡式發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來(lái)驅(qū)動(dòng) 總線總線速度速度 （最大（最大10MB/S）,傳送距離傳送距離 （90KB/S下可傳下可傳1200米）米）以差分平衡方式傳輸信號(hào)以差分平衡方式傳輸信號(hào) 具有很強(qiáng)的抗共模干擾的具有很強(qiáng)的抗共模干擾的能力能力降低傳輸線成本降低傳輸線成本 允許一對(duì)雙絞線上一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)允許一對(duì)雙絞線上一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備多個(gè)負(fù)載設(shè)備當(dāng)前自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的網(wǎng)絡(luò)，如現(xiàn)場(chǎng)總線當(dāng)前自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的網(wǎng)絡(luò)，如現(xiàn)場(chǎng)總線CAN、Profibus、INTERBUS-S以及以及ARCNet的物理層都是的物理層都是基于基于RS-485的總線進(jìn)行總結(jié)和研究的總線進(jìn)行總結(jié)和

26、研究(3)EIA RS-485A，采用，采用“平衡接口電路平衡接口電路” RS-232C，RS-422和和RS-485比較比較RS232C: 2條數(shù)據(jù)線條數(shù)據(jù)線、單端輸入、全雙工方式單端輸入、全雙工方式RS422: 4條數(shù)據(jù)線、差動(dòng)輸入、全雙工方式條數(shù)據(jù)線、差動(dòng)輸入、全雙工方式RS485: 2條數(shù)據(jù)線條數(shù)據(jù)線、差動(dòng)輸入、半雙工方式差動(dòng)輸入、半雙工方式串行通信是靠串行通信是靠發(fā)送器、接收器、控制器和發(fā)送器、接收器、控制器和線纜線纜等部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在程序控制下它等部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在程序控制下它主要完成以下任務(wù)：主要完成以下任務(wù)：數(shù)據(jù)的串?dāng)?shù)據(jù)的串并及并并及并串轉(zhuǎn)換。串轉(zhuǎn)換。線路和線路和MODEMMOD

27、EM的控制及狀態(tài)檢測(cè)。的控制及狀態(tài)檢測(cè)。信號(hào)電平信號(hào)電平TTLTTL與與EIAEIA電平的轉(zhuǎn)換。電平的轉(zhuǎn)換。發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。5.2.4 典型的串行通信接口器件典型的串行通信接口器件(1) (1) 芯片類(lèi)型芯片類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)LSI 芯片按功能分為芯片按功能分為:USART 通用同步異步接收器通用同步異步接收器/發(fā)送器發(fā)送器Universal Synchronous Asynchronous Receiver/TransmitterUART-通用異步收發(fā)報(bào)機(jī)通用異步收發(fā)報(bào)機(jī)Universal Asynchronous Receiver TransmitterUSRT-通用同步收發(fā)報(bào)機(jī)

28、通用同步收發(fā)報(bào)機(jī)Universal Synchronous Receiver Transmitter 典型芯片：典型芯片：Intel 8251，Zilog SIO (USART) Motorola MC6850,INS 8250 (UART) MC6852 (USRT) 。Intel 8251AIntel 8251A通用同步異步接收器通用同步異步接收器/ /發(fā)送器發(fā)送器主要引線信號(hào)說(shuō)明主要引線信號(hào)說(shuō)明RESET：復(fù)位信號(hào)：復(fù)位信號(hào),為高時(shí)強(qiáng)迫為高時(shí)強(qiáng)迫8251A進(jìn)入空閑狀態(tài)進(jìn)入空閑狀態(tài), 等待接收模式字。等待接收模式字。CLK： 時(shí)鐘輸入時(shí)鐘輸入,內(nèi)部定時(shí)用內(nèi)部定時(shí)用,大小高于通信速率。大小高

29、于通信速率。C/D#： 命令命令/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù),參與對(duì)內(nèi)部寄存器尋址參與對(duì)內(nèi)部寄存器尋址, C/D#為為1時(shí)主機(jī)對(duì)時(shí)主機(jī)對(duì)8251A寫(xiě)入控制字寫(xiě)入控制字, C/D#為為0時(shí)時(shí),寫(xiě)入數(shù)據(jù)，接收地址線最低位。寫(xiě)入數(shù)據(jù)，接收地址線最低位。RTS#(Request to send): 請(qǐng)求發(fā)送、輸出。請(qǐng)求發(fā)送、輸出。CTS#(Clear to send): 允許發(fā)送、輸出允許發(fā)送、輸出DTR#(Data Terminal Ready): 本方準(zhǔn)備好，輸出本方準(zhǔn)備好，輸出DSR#(Data Set Ready): 對(duì)方準(zhǔn)備好，輸出。對(duì)方準(zhǔn)備好，輸出。 （8251A與通信對(duì)方的另一對(duì)聯(lián)絡(luò)信號(hào)與通信對(duì)方的另一對(duì)

30、聯(lián)絡(luò)信號(hào))TxD: 串行數(shù)據(jù)發(fā)送，輸出，串行通信線。串行數(shù)據(jù)發(fā)送，輸出，串行通信線。RxD: 串行數(shù)據(jù)接收，輸入，串行通信線。串行數(shù)據(jù)接收，輸入，串行通信線。TxRDY: 發(fā)送器準(zhǔn)備好，輸出，表明發(fā)送器準(zhǔn)備好，輸出，表明8251的狀態(tài)。的狀態(tài)。TxEMPT: 發(fā)送緩沖器空，輸出，表明發(fā)送緩沖器空，輸出，表明8251的狀態(tài)。的狀態(tài)。RxRDY: 接收器準(zhǔn)備好，輸出，表明接收器準(zhǔn)備好，輸出，表明8251的狀態(tài)。的狀態(tài)。TxC,RxC: 接收發(fā)送的時(shí)鐘，一般用同一脈沖源。接收發(fā)送的時(shí)鐘，一般用同一脈沖源。 在異步方式下在異步方式下,此頻率為波特率的若干倍此頻率為波特率的若干倍. (波特率因子波特率因

31、子)； 在同步方式下在同步方式下,此頻率與波特率相同。此頻率與波特率相同。SYNDET/BRKDET: 同步檢測(cè)同步檢測(cè)/斷路檢測(cè)，雙向斷路檢測(cè)，雙向DATA BUSBUFFERREAD / WRITECONTROLLOGICMODEMCONTROLTRANSMITBUFFERP PS STRANSMITCONTROLRECEIVEBUFFERRECEIVECONTROLS SP PI IN NT TE ER RN NA AL LD DA AD DA AB BU US STxDTxDD7-D7-D0D0RESETRESETCLKCLKC C / / D DRDRDWRWRCSCSDSRDSRD

32、TRDTRCTSCTSRTSRTSTxRDYTxRDYTxEMPTTxEMPTTxCTxCRxDRxDRxRDYRxRDYRxCRxCSYNDET/SYNDET/BRKDETBRKDETI/OI/O緩沖器緩沖器狀態(tài)緩沖器（狀態(tài)緩沖器（data bus buffer）：）：用來(lái)存放用來(lái)存放8251內(nèi)部?jī)?nèi)部的工作狀態(tài)，供的工作狀態(tài)，供CPU查詢。查詢。接收緩沖器（接收緩沖器（receiver buffer）：）：存放接收器已經(jīng)裝存放接收器已經(jīng)裝配完畢的字符，準(zhǔn)備送給配完畢的字符，準(zhǔn)備送給CPU。發(fā)送緩沖器發(fā)送緩沖器(transmit buffer)：存放存放CPU送入送入8251的的數(shù)據(jù)或命令。該

33、緩沖器是發(fā)送數(shù)據(jù)和命令的共同寄存數(shù)據(jù)或命令。該緩沖器是發(fā)送數(shù)據(jù)和命令的共同寄存器，但必須分時(shí)使用。器，但必須分時(shí)使用。CPU向向8251送入命令字是為了控制送入命令字是為了控制8251的內(nèi)部操作，的內(nèi)部操作，使它建立起所需要的工作方式。命令字一旦送入，使它建立起所需要的工作方式。命令字一旦送入，8251立即執(zhí)行。立即執(zhí)行。CPU向向8251送入數(shù)據(jù)，目的是讓送入數(shù)據(jù)，目的是讓8251通過(guò)發(fā)送器將數(shù)通過(guò)發(fā)送器將數(shù)據(jù)以串行形式輸出，據(jù)以串行形式輸出，并并串轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長(zhǎng)串轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長(zhǎng)，因此，因此，一旦給發(fā)送數(shù)據(jù)一旦給發(fā)送數(shù)據(jù)/命令緩沖器送入發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送器命令緩沖器送入發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送器的的TXR

34、DY信號(hào)就變低，表示發(fā)送器正將該數(shù)據(jù)輸出，信號(hào)就變低，表示發(fā)送器正將該數(shù)據(jù)輸出，CPU不能向不能向8251送入新的命令字或數(shù)據(jù)，只有當(dāng)送入新的命令字或數(shù)據(jù)，只有當(dāng)TXDRY=1，發(fā)送器完成數(shù)據(jù)輸出后，才允許送入新，發(fā)送器完成數(shù)據(jù)輸出后，才允許送入新的數(shù)據(jù)或命令字。的數(shù)據(jù)或命令字。因此，因此，CPU向向8251發(fā)送數(shù)據(jù)或命令時(shí)，要不斷監(jiān)視發(fā)送數(shù)據(jù)或命令時(shí)，要不斷監(jiān)視TXDRY信號(hào)，對(duì)信號(hào)，對(duì)TXDRY的監(jiān)視通過(guò)查詢的監(jiān)視通過(guò)查詢8251的狀態(tài)的狀態(tài)字來(lái)實(shí)現(xiàn)。字來(lái)實(shí)現(xiàn)。RESET：復(fù)位信號(hào)：復(fù)位信號(hào),為高時(shí)強(qiáng)迫為高時(shí)強(qiáng)迫8251A進(jìn)入空閑狀態(tài)進(jìn)入空閑狀態(tài), 等待接收模式字。等待接收模式字。CLK：

35、 時(shí)鐘輸入時(shí)鐘輸入,內(nèi)部定時(shí)用內(nèi)部定時(shí)用,大小高于通信速率。大小高于通信速率。CS: 片選信號(hào)，當(dāng)片選信號(hào)，當(dāng)CS=0時(shí)，允許時(shí)，允許CPU對(duì)對(duì)8251進(jìn)行進(jìn)行 讀寫(xiě)。讀寫(xiě)。C/D#： 命令命令/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù),參與對(duì)內(nèi)部寄存器尋址參與對(duì)內(nèi)部寄存器尋址, C/D#為為1時(shí)主機(jī)對(duì)時(shí)主機(jī)對(duì)8251A寫(xiě)入控制字寫(xiě)入控制字, C/D#為為0時(shí)時(shí),寫(xiě)入數(shù)據(jù)，接收地址線最低位。寫(xiě)入數(shù)據(jù)，接收地址線最低位。RD: RD=0時(shí)，時(shí)，CPU對(duì)對(duì)8251進(jìn)行讀操作。進(jìn)行讀操作。WR: WR=0時(shí)，時(shí)，CPU對(duì)對(duì)8251進(jìn)行寫(xiě)操作。進(jìn)行寫(xiě)操作。讀讀/ /寫(xiě)控制邏輯寫(xiě)控制邏輯8251A的讀的讀/寫(xiě)控制真值表寫(xiě)控制真值表82

36、51A方式選擇控制字方式選擇控制字 8251操作命令控制字操作命令控制字 操作命令控制字直接讓操作命令控制字直接讓8251A實(shí)現(xiàn)某種操作或?qū)崿F(xiàn)某種操作或進(jìn)入規(guī)定的工作狀態(tài)，它只有在設(shè)定了方式選擇控進(jìn)入規(guī)定的工作狀態(tài)，它只有在設(shè)定了方式選擇控制字后，才能由制字后，才能由CPU寫(xiě)入，寫(xiě)入，8251A的操作命令控制的操作命令控制字格式如下圖所示。字格式如下圖所示。 8251狀態(tài)字狀態(tài)字 CPU可在可在8251A工作過(guò)程中利用輸入指令（工作過(guò)程中利用輸入指令（IN指令）讀取當(dāng)前指令）讀取當(dāng)前8251A的狀態(tài)字，從而可以檢測(cè)接的狀態(tài)字，從而可以檢測(cè)接口和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)?？诤蛿?shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)。825

37、1A的狀態(tài)字格式如的狀態(tài)字格式如下圖所示。下圖所示。2. 兩臺(tái)兩臺(tái)8031采用采用RS232C總線通信總線通信兩臺(tái)8031采用RS232C總線通信（1）雙機(jī)串行異步通信）雙機(jī)串行異步通信 單片機(jī)與單片機(jī)間的串行異步通信接口設(shè)計(jì)單片機(jī)與單片機(jī)間的串行異步通信接口設(shè)計(jì)5.2.5 串行多機(jī)通信串行多機(jī)通信 兩臺(tái)兩臺(tái)8031直接通信直接通信錯(cuò)誤連接圖 TXD 8031A RXD GND RXD 8031B TXD GND 正確連接圖單片機(jī)與單片機(jī)與PC系列微機(jī)間的異步串行通信接口設(shè)計(jì)系列微機(jī)間的異步串行通信接口設(shè)計(jì)單片機(jī)與單片機(jī)與PC系列微機(jī)間的異步串行通信接口設(shè)計(jì)系列微機(jī)間的異步串行通信接口設(shè)計(jì)多機(jī)

38、串行異步通信多機(jī)串行異步通信原理原理 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON中的中的SMSM2 2為多機(jī)通信接口為多機(jī)通信接口控制位?？刂莆弧Ｔ诜绞皆诜绞?和方式和方式3工作時(shí)，利用工作時(shí)，利用SCON中的中的SM2，可實(shí)現(xiàn)多機(jī)通，可實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。例如，當(dāng)主機(jī)要向某一個(gè)從機(jī)發(fā)送一組數(shù)據(jù)時(shí)，地址字信。例如，當(dāng)主機(jī)要向某一個(gè)從機(jī)發(fā)送一組數(shù)據(jù)時(shí)，地址字節(jié)第節(jié)第9位是位是1，數(shù)據(jù)字節(jié)第，數(shù)據(jù)字節(jié)第9位是位是0。從機(jī)先置。從機(jī)先置SM2為為“1”，主，主機(jī)向從機(jī)發(fā)送地址，因第機(jī)向從機(jī)發(fā)送地址，因第9位為位為1，中斷標(biāo)志，中斷標(biāo)志RI置置“1”，于是，于是從機(jī)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，判斷主機(jī)送來(lái)

39、的地址是否與從機(jī)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，判斷主機(jī)送來(lái)的地址是否與本系統(tǒng)地址相符，若為本機(jī)地址，則置本系統(tǒng)地址相符，若為本機(jī)地址，則置SM2為為“0”，準(zhǔn)備接，準(zhǔn)備接收主機(jī)的數(shù)據(jù)，若地址不一致則保持收主機(jī)的數(shù)據(jù)，若地址不一致則保持SM2為為“1”狀態(tài)。接著狀態(tài)。接著主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，第主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，第9位為位為0，只有地址相符的從機(jī)（，只有地址相符的從機(jī)（SM2已為已為0）才能接收數(shù)據(jù)。其余從機(jī)因才能接收數(shù)據(jù)。其余從機(jī)因SM2=1，不能進(jìn)行中斷處理，從，不能進(jìn)行中斷處理，從而可實(shí)現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)的一對(duì)一通信。而可實(shí)現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)的一對(duì)一通信。單片機(jī)之間的通信（多機(jī)通信）單片機(jī)之間的通信（多機(jī)通信）n# T

40、XD RXD 80C51TXD RXD 80C511#TXD RXD 80C51TXD RXD 80C512#主機(jī)主機(jī)從機(jī)置從機(jī)置SM2=1，主機(jī)發(fā)地址碼，主機(jī)發(fā)地址碼 (第第9位位TB8為為1) ，以便同某一從機(jī)溝通聯(lián)絡(luò)。以便同某一從機(jī)溝通聯(lián)絡(luò)。所有從機(jī)判斷此地址碼是否與本機(jī)符合，相符者建所有從機(jī)判斷此地址碼是否與本機(jī)符合，相符者建立一標(biāo)志（立一標(biāo)志（SM2=0），并向主機(jī)發(fā)回答信號(hào)。），并向主機(jī)發(fā)回答信號(hào)。主機(jī)發(fā)數(shù)據(jù)（第主機(jī)發(fā)數(shù)據(jù)（第9位位TB8為為0），）， 溝通聯(lián)絡(luò)的從機(jī)溝通聯(lián)絡(luò)的從機(jī)可接收，并發(fā)數(shù)據(jù)給主機(jī)。可接收，并發(fā)數(shù)據(jù)給主機(jī)。 SM0 REN SM2 SM1 D3 D2 D1 D

41、0 D3 D2 D1 D0 TB8 RB8 TI RI TXD8031 RXD TXD8031 RXD14881489RXD PCTXD14881489o -12VPC機(jī)機(jī) 與單片機(jī)的通信接口與單片機(jī)的通信接口普通普通 PC機(jī)要接入機(jī)要接入RS-485總線，可用總線，可用MAX 202E、232E 等（等（RS 232與與TTL電平轉(zhuǎn)換）和電平轉(zhuǎn)換）和MAX488、491、1487等（等（TTL 與與RS485電平轉(zhuǎn)換）。電平轉(zhuǎn)換）。 通信雙方所用的波特率必須相同，因波特率通信雙方所用的波特率必須相同，因波特率誤差會(huì)引起偏移。異步通信在約定的波特率誤差會(huì)引起偏移。異步通信在約定的波特率下，傳送

42、和接收的數(shù)據(jù)不需要嚴(yán)格保持同步，下，傳送和接收的數(shù)據(jù)不需要嚴(yán)格保持同步，允許有相對(duì)的延遲，當(dāng)頻率差不大于允許有相對(duì)的延遲，當(dāng)頻率差不大于1/161/16時(shí)，時(shí)，可以正確的完成通信?？梢哉_的完成通信。 PC機(jī)的波特率是通過(guò)對(duì)機(jī)的波特率是通過(guò)對(duì)8250內(nèi)部寄存器初始化內(nèi)部寄存器初始化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即對(duì)8250的除數(shù)鎖存器置值。該除數(shù)鎖的除數(shù)鎖存器置值。該除數(shù)鎖存器為存器為16位，由高位，由高8位和低位和低8位鎖存器組成。位鎖存器組成。若時(shí)鐘輸入為若時(shí)鐘輸入為1.8432MHz， 除數(shù)與波特率之間的關(guān)系為：除數(shù)與波特率之間的關(guān)系為： 除數(shù)除數(shù)=當(dāng)對(duì)當(dāng)對(duì)8250 初始化并預(yù)置了除數(shù)之后，初

43、始化并預(yù)置了除數(shù)之后， 波特率發(fā)生器波特率發(fā)生器方可產(chǎn)生規(guī)定的波特率（方可產(chǎn)生規(guī)定的波特率（bps）。）。168432. 1波特率MHz下表列出了可獲得下表列出了可獲得15種波特率所需設(shè)置的除數(shù)。種波特率所需設(shè)置的除數(shù)。表表 IBMPC波特率波特率要求的波特要求的波特率率除數(shù)除數(shù)誤差誤差要求的波特要求的波特率率除數(shù)除數(shù)誤差誤差十進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)十六進(jìn)制制十進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)十六進(jìn)制制5023040900-1800640040-7515360600-200058003A0.69110104704170.0262400480030-134.585703590.0583600320020-150768

44、0300-4800240018-3003840180-7200160010-60019200C0-960012000C-1200960060- 通信采用主從方式，由通信采用主從方式，由PC機(jī)確定與哪個(gè)單機(jī)確定與哪個(gè)單片機(jī)進(jìn)行通信。片機(jī)進(jìn)行通信。 在通信軟件中，應(yīng)根據(jù)用戶的要求和通信在通信軟件中，應(yīng)根據(jù)用戶的要求和通信協(xié)定來(lái)對(duì)協(xié)定來(lái)對(duì)8250初始化，即設(shè)置通信參數(shù)：初始化，即設(shè)置通信參數(shù)：波特率（波特率（9600波特）、數(shù)據(jù)位數(shù)（波特）、數(shù)據(jù)位數(shù)（8位）、奇位）、奇偶校驗(yàn)類(lèi)型和停止位數(shù)（偶校驗(yàn)類(lèi)型和停止位數(shù)（1位）。位）。注意：注意：這里的奇偶校驗(yàn)位用作發(fā)送地址碼（通這里的奇偶校驗(yàn)位用作發(fā)送地址

45、碼（通道號(hào)）或數(shù)據(jù)的特征位（道號(hào)）或數(shù)據(jù)的特征位（1表示地址），表示地址）， 而數(shù)而數(shù)據(jù)通信的校核采用累加和校驗(yàn)方法。據(jù)通信的校核采用累加和校驗(yàn)方法。數(shù)據(jù)傳送可采用數(shù)據(jù)傳送可采用查詢方式查詢方式或或中斷方式中斷方式。若若采用查詢方式，在發(fā)送地址或數(shù)據(jù)時(shí)采用查詢方式，在發(fā)送地址或數(shù)據(jù)時(shí)，先用輸，先用輸入指令檢查發(fā)送器的保持寄存器是否為空。若為入指令檢查發(fā)送器的保持寄存器是否為空。若為空，則用輸出指令將一個(gè)數(shù)據(jù)輸出給空，則用輸出指令將一個(gè)數(shù)據(jù)輸出給8250即可，即可，8250會(huì)自動(dòng)地將數(shù)據(jù)一位一位地發(fā)送到串行通信會(huì)自動(dòng)地將數(shù)據(jù)一位一位地發(fā)送到串行通信線上。線上。接收數(shù)據(jù)時(shí)接收數(shù)據(jù)時(shí)，8250把串行

46、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù),并并送入接收數(shù)據(jù)寄存器中送入接收數(shù)據(jù)寄存器中,同時(shí)把同時(shí)把“接收數(shù)據(jù)就緒接收數(shù)據(jù)就緒”信號(hào)置于狀態(tài)寄存器中。信號(hào)置于狀態(tài)寄存器中。CPU讀到這個(gè)信號(hào)后，讀到這個(gè)信號(hào)后， 就可以用輸入指令從接收器中讀入一個(gè)數(shù)據(jù)了。就可以用輸入指令從接收器中讀入一個(gè)數(shù)據(jù)了。 若采用若采用中斷方式：中斷方式：發(fā)送時(shí)，發(fā)送時(shí)，用輸出指令輸出一個(gè)數(shù)據(jù)給用輸出指令輸出一個(gè)數(shù)據(jù)給8250。若。若8250已將此數(shù)發(fā)送完畢，則發(fā)已將此數(shù)發(fā)送完畢，則發(fā)出一個(gè)中斷信號(hào)，說(shuō)明出一個(gè)中斷信號(hào)，說(shuō)明CPU可以繼續(xù)發(fā)可以繼續(xù)發(fā)數(shù)。數(shù)。若若8250 接收到一個(gè)數(shù)據(jù)，則發(fā)一個(gè)中斷接收到一個(gè)數(shù)據(jù)，則發(fā)

47、一個(gè)中斷信號(hào)，表明信號(hào)，表明CPU可以取出數(shù)據(jù)。可以取出數(shù)據(jù)。接收接收采用查詢方法發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的程序框圖如下圖所示：采用查詢方法發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的程序框圖如下圖所示： 8250初 始 化開(kāi) 始發(fā) 送 地 址 碼 （ 通 道 號(hào) ）重 發(fā)延 時(shí)收 到 回 答 信 號(hào) 否 ？否是發(fā) 送 數(shù) 據(jù)延 時(shí)收 到 回 送 數(shù) 據(jù) 否 ？否重 發(fā)C是結(jié) 束錯(cuò) 誤否回 答 信 號(hào) 00？是收 到 回 答 信 號(hào) 否 ？延 時(shí)發(fā) 送 校 驗(yàn) 碼重 發(fā)傳 送 結(jié) 束 否 ？取 接 收 數(shù) 據(jù)C是否是否通信軟件通信軟件(單片機(jī)的通信程序見(jiàn)講義單片機(jī)的通信程序見(jiàn)講義p122, PC通信軟件可通信軟件可用用C+、Del

48、phi、VB等編制等編制 )VB演示程序的通信設(shè)置演示程序的通信設(shè)置: MSComm1.CommPort = 1MSComm1.Settings = 9600,n,8,1MSComm1.PortOpen = True通信發(fā)送、接收程序通信發(fā)送、接收程序: : b = b + 1If b = 20 Then b = 0End IfText1.Text = Str$(b)MSComm1.Output = Str$(b * 2)For i% = 1 To 20000Next i%Text2.Text = MSComm1.Input單片機(jī)采用中斷方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。串行口單片機(jī)采用中斷方式發(fā)送和接收數(shù)

49、據(jù)。串行口設(shè)置為工作方式設(shè)置為工作方式3，由第，由第9位判斷是地址碼或數(shù)位判斷是地址碼或數(shù)據(jù)。當(dāng)某臺(tái)單片機(jī)與據(jù)。當(dāng)某臺(tái)單片機(jī)與PC機(jī)發(fā)出的地址碼一致時(shí)，機(jī)發(fā)出的地址碼一致時(shí)，就發(fā)出應(yīng)答信號(hào)給就發(fā)出應(yīng)答信號(hào)給PC機(jī)，而其它幾臺(tái)則不發(fā)應(yīng)機(jī)，而其它幾臺(tái)則不發(fā)應(yīng)答信號(hào)。這樣，在某一時(shí)刻答信號(hào)。這樣，在某一時(shí)刻PC機(jī)只與一臺(tái)單片機(jī)只與一臺(tái)單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。單片機(jī)與單片機(jī)與PC機(jī)溝通聯(lián)絡(luò)后，先接收數(shù)據(jù)，再將機(jī)溝通聯(lián)絡(luò)后，先接收數(shù)據(jù)，再將機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)往機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)往PC機(jī)。機(jī)。定時(shí)器定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器作為波特率發(fā)生器,將其設(shè)置為工作方將其設(shè)置為工作方式式2，波特率同樣為，波特率同樣為9600。

50、單片機(jī)的通信程序框圖見(jiàn)下圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)的通信程序框圖見(jiàn)下圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)的通信程序如下：（假設(shè)某單片機(jī)地址為單片機(jī)的通信程序如下：（假設(shè)某單片機(jī)地址為03H） COMMN: MOV TMOD, #20H ; 設(shè)置設(shè)置T1工作方式工作方式 MOV TH1, #0FDH ; 設(shè)置時(shí)間常數(shù)設(shè)置時(shí)間常數(shù), 確定波特率確定波特率 MOV TL1, #0FDH SETB TR1 SETB EA SETB ES ; 允許串行口中斷允許串行口中斷 MOV SCON, #0F8H ; 設(shè)置串行口工作方式設(shè)置串行口工作方式 MOV PCON, #80H MOV 23H, #0CH ; 設(shè)置接收數(shù)據(jù)指針設(shè)置接收數(shù)據(jù)指針 MO

51、V 22H, #00H MOV 21H, #08H ; 設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)指針設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)指針 MOV 20H, #00H MOV R5, #00H ; 累加和單元置零累加和單元置零 MOV R7, #COUNT ; 設(shè)置字節(jié)長(zhǎng)度設(shè)置字節(jié)長(zhǎng)度 INC R7 CINT: JBC RI, REV1 ; 若接收若接收,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)REV1 RETIREV1: JNB RB8, REV3 MOV A, SBUF CJNE A, #03H, REV2 ; 若與本機(jī)地址不符若與本機(jī)地址不符,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)REV2 CLR SM2 ; 0SM2 MOV SBUF, #00H ; 與本機(jī)地址符合與本機(jī)地址符合,回送回送“00”REV

52、2: RETIREV3: DJNZ R7, RT ; 若未完若未完,繼續(xù)接收和發(fā)送繼續(xù)接收和發(fā)送 MOV A, SBUF ; 接收校驗(yàn)碼接收校驗(yàn)碼 XRL A, R5 JZ RIGHT ; 校驗(yàn)正確校驗(yàn)正確,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)RIGHT MOV SBUF, #0FFH ; 校驗(yàn)不正確校驗(yàn)不正確,回送回送“FF” SETB F0 ; 置錯(cuò)誤標(biāo)志置錯(cuò)誤標(biāo)志 CLR ES ; 關(guān)中斷關(guān)中斷 RETIRIGHT: MOV SBUF, #00H ; 回送回送“00” CLR F0 ; 置正確標(biāo)志置正確標(biāo)志 CLR ES ; 關(guān)中斷關(guān)中斷 RETI RT: MOV A, SBUF ; 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) MOV DPH,

53、 23H MOV DPL, 22H MOVX DPTR, A ; 存接收數(shù)據(jù)存接收數(shù)據(jù) ADD A, R5 MOV R5, A ; 數(shù)據(jù)累加數(shù)據(jù)累加 INC DPTR MOV 23H, DPH MOV 22H, DPL MOV DPH, 21H MOV DPL, 20H MOVX A, DPTR ; 取發(fā)送數(shù)據(jù)取發(fā)送數(shù)據(jù) INC DPTR MOV 21H, DPH MOV 20H, DPL MOV SBUF, A ; 發(fā)送發(fā)送 ADD A, R5 MOV R5, A ;數(shù)據(jù)累加數(shù)據(jù)累加 RETI并行通信的主要特點(diǎn)：并行通信的主要特點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)在多條并行傳輸線上各位同時(shí)傳送；和串行數(shù)據(jù)在多條并

54、行傳輸線上各位同時(shí)傳送；和串行傳送相比，在同樣的時(shí)鐘速率下，并行傳送的信傳送相比，在同樣的時(shí)鐘速率下，并行傳送的信息傳輸率較高；但所用信號(hào)線數(shù)量較多。息傳輸率較高；但所用信號(hào)線數(shù)量較多。(2)適用于信息傳輸率要求較高，而傳輸距離較短的適用于信息傳輸率要求較高，而傳輸距離較短的場(chǎng)合（如打印機(jī)）。場(chǎng)合（如打印機(jī)）。 (3)采用采用IEEE-488(GP-IB,HP-IB)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)5.3 并行通信及接口電路并行通信及接口電路 USB是英文是英文Universal Serial Bus的縮寫(xiě)，中文含義是的縮寫(xiě)，中文含義是“通用通用串行總線串行總線”。它是一種應(yīng)用在它是一種應(yīng)用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。

55、早在領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。早在1995年，就已經(jīng)有年，就已經(jīng)有PC機(jī)帶有機(jī)帶有USB接口了，但由于缺乏軟件及接口了，但由于缺乏軟件及硬件設(shè)備的支持，這些硬件設(shè)備的支持，這些PC機(jī)的機(jī)的USB接口都閑置未用。接口都閑置未用。1998年年后，隨著微軟在后，隨著微軟在Windows 98中內(nèi)置了對(duì)中內(nèi)置了對(duì)USB接口的支持模塊，接口的支持模塊，加上加上USB設(shè)備的日漸增多，設(shè)備的日漸增多，USB接口才逐步走進(jìn)了實(shí)用階段。接口才逐步走進(jìn)了實(shí)用階段。 這幾年，隨著大量支持這幾年，隨著大量支持USB的個(gè)人電腦的普及，的個(gè)人電腦的普及，USB逐步逐步成為成為PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口已經(jīng)是大勢(shì)所趨。在主機(jī)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口已

56、經(jīng)是大勢(shì)所趨。在主機(jī)(host)端，最端，最新推出的新推出的PC機(jī)幾乎機(jī)幾乎100%支持支持USB；而在外設(shè)；而在外設(shè)(device)端，使端，使用用USB接口的設(shè)備也與日俱增，例如數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、游接口的設(shè)備也與日俱增，例如數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、游戲桿、磁帶和軟驅(qū)、圖像設(shè)備、打印機(jī)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等等。戲桿、磁帶和軟驅(qū)、圖像設(shè)備、打印機(jī)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等等。USB的概念的概念5.4 通用串行總線接口通用串行總線接口 USB 1 1、可以熱插拔。、可以熱插拔。這就讓用戶在使用外接設(shè)備時(shí)，不需要重復(fù)這就讓用戶在使用外接設(shè)備時(shí)，不需要重復(fù)“關(guān)機(jī)關(guān)機(jī)- -將并口或串口電纜接上將并口或串口電纜接上- -再開(kāi)機(jī)再

57、開(kāi)機(jī)”這樣的動(dòng)作，而是這樣的動(dòng)作，而是直接在直接在PCPC開(kāi)機(jī)時(shí)，就可以將開(kāi)機(jī)時(shí)，就可以將USBUSB電纜插上使用。電纜插上使用。2 2、攜帶方便。、攜帶方便。USBUSB設(shè)備大多以設(shè)備大多以“小、輕、薄小、輕、薄”見(jiàn)長(zhǎng)，對(duì)用戶見(jiàn)長(zhǎng)，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，同樣來(lái)說(shuō)，同樣20G20G的硬盤(pán)，的硬盤(pán)，USBUSB硬盤(pán)比硬盤(pán)比IDEIDE硬盤(pán)要輕一半的重量。硬盤(pán)要輕一半的重量。3 3、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。大家常見(jiàn)的是大家常見(jiàn)的是IDEIDE接口的硬盤(pán)，串口的鼠標(biāo)鍵接口的硬盤(pán)，串口的鼠標(biāo)鍵盤(pán)，并口的打印機(jī)掃描儀，可是有了盤(pán)，并口的打印機(jī)掃描儀，可是有了USBUSB之后，這些應(yīng)用外設(shè)之后，這些應(yīng)用外設(shè)統(tǒng)統(tǒng)可以用

58、同樣的標(biāo)準(zhǔn)與統(tǒng)統(tǒng)可以用同樣的標(biāo)準(zhǔn)與PCPC連接，這時(shí)就有了連接，這時(shí)就有了USBUSB硬盤(pán)、硬盤(pán)、USBUSB鼠標(biāo)、鼠標(biāo)、USBUSB打印機(jī)，等等。打印機(jī)，等等。4 4、可以連接多個(gè)設(shè)備。、可以連接多個(gè)設(shè)備。USBUSB在在PCPC上往往具有多個(gè)接口，可以上往往具有多個(gè)接口，可以同時(shí)連接幾個(gè)設(shè)備，如果接上一個(gè)有同時(shí)連接幾個(gè)設(shè)備，如果接上一個(gè)有4 4個(gè)端口的個(gè)端口的USB HUBUSB HUB時(shí)，時(shí)，就可以再連上就可以再連上4 4個(gè)個(gè)USBUSB設(shè)備，許多設(shè)備都同時(shí)連在一臺(tái)設(shè)備，許多設(shè)備都同時(shí)連在一臺(tái)PCPC上而上而不會(huì)有任何問(wèn)題不會(huì)有任何問(wèn)題( (注：最高可連接至注：最高可連接至127127個(gè)

59、設(shè)備個(gè)設(shè)備) )。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和和PHILIPS這這7家廠商聯(lián)合制定了家廠商聯(lián)合制定了USB 2.0接口標(biāo)準(zhǔn)。接口標(biāo)準(zhǔn)。USB 2.0將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps，比，比USB 1.1標(biāo)準(zhǔn)快標(biāo)準(zhǔn)快40倍左右，而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可倍左右，而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可以被連接到以被連接到USB 2.0的線路上，而且無(wú)需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生的線路上，而且無(wú)需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生瓶頸效應(yīng)。瓶頸效應(yīng)。 如果用如果用USB 2.0的掃描儀，掃一張的掃描儀

60、，掃一張40M的圖片只需半分鐘左的圖片只需半分鐘左右的時(shí)間右的時(shí)間USB接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)USB1.1接口接口 目前目前USB設(shè)備雖已被廣泛應(yīng)用，但比較普遍的是設(shè)備雖已被廣泛應(yīng)用，但比較普遍的是USB1.1接口，它的傳輸速度僅為接口，它的傳輸速度僅為12Mbps。例如，當(dāng)用。例如，當(dāng)用USB1.1的掃描儀掃一張大小為的掃描儀掃一張大小為40M的圖片，需要的圖片，需要4分鐘之久。分鐘之久。USB2.0接口接口 USB2.0可以使用原來(lái)可以使用原來(lái)USB定義中同樣規(guī)格的電纜，接頭的定義中同樣規(guī)格的電纜，接頭的規(guī)格也完全相同，在高速的前提下一樣保持了規(guī)格也完全相同，在高速的前提下一樣保持了USB 1.