第講 串行接口

第23講串行通信及接口電路一、串行通信的基本概念數(shù)據(jù)在單條1位寬的傳輸線上按時(shí)間先后一位一位地傳送；節(jié)省傳輸線（優(yōu)點(diǎn)）；數(shù)據(jù)傳輸率較低（缺點(diǎn)）。主要適用于長(zhǎng)距離、低速率的通信中。1.串行通信的特點(diǎn)2.串行通信涉及的常用術(shù)語設(shè)備A發(fā)送器設(shè)備B接收器Dataflow(1)單工、半雙工和全雙工(數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)）①單工（Simplex)特點(diǎn)：僅能進(jìn)行一個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送②半雙工（HalfDuplex）特點(diǎn)：數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上進(jìn)行傳送，但是這種傳送絕不能同時(shí)進(jìn)行。設(shè)備A發(fā)送器/接收器設(shè)備B接收器/發(fā)送器Dataflow③全雙工（FullDuplex）特點(diǎn)：能夠在兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。設(shè)備A發(fā)送器/接收器設(shè)備B接收器/發(fā)送器(2)數(shù)據(jù)傳輸率

每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為bps（bitpersecond）也稱比特率。波特率―――每秒傳輸?shù)摹胺?hào)”（也稱信號(hào)碼元—SignalElement）的個(gè)數(shù)?！纠?，每秒傳送1個(gè)符號(hào)，則波特率為1波特】在計(jì)算機(jī)中，一個(gè)“符號(hào)”的含義為高、低兩種電平，分別代表邏輯值“1”和“0”，所以每個(gè)符號(hào)的信息量為1比特，此時(shí)波特率與比特率剛好一致。但在其他一些場(chǎng)合（例如通信中采用的“相一幅”復(fù)合調(diào)制技術(shù)一個(gè)“符號(hào)”的信息含量就不是一個(gè)比特，此時(shí)，波特率就不等于比特率。(3)調(diào)制與解調(diào)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)上傳送數(shù)字信號(hào)，必須經(jīng)過調(diào)制和解調(diào)。實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)兩個(gè)過程的設(shè)備稱為調(diào)制解調(diào)器。方法：選取音頻范圍某一頻率的正（余）弦模擬信號(hào)作為載波，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)的幅值、頻率或相位，使之在信道上傳送；到達(dá)信道另一端，再將數(shù)字信號(hào)從載波中取出。000001111數(shù)字信號(hào)(a)調(diào)幅(b)調(diào)頻(c)調(diào)相按數(shù)字信號(hào)的值改變載波信號(hào)的幅度按數(shù)字信號(hào)的值改變載波信號(hào)的頻率按數(shù)字信號(hào)的值改變載波信號(hào)的相位①異步錯(cuò)方式1/00011…15-8位數(shù)據(jù)位1/0停止位或空閑位1…1起始位奇偶校驗(yàn)第n個(gè)字符空閑位第n+1個(gè)字符低位高位(4究)異步書方式細(xì)與同崖步方界式同步彼字符（SY闊N1治)同步輪字符（SY悶N2含)數(shù)據(jù)更（DA勤TA注)…②同步榜方式（5）波排特率企因子F（時(shí)瀉鐘頻掩率）斯＝波特液率因碎子＊波繼特率波特洽率因殖子：數(shù)豬據(jù)傳忘輸率（波枝特率些）與時(shí)鐘閥頻率之間集的比成例系拼數(shù).給定臂時(shí)鐘余頻率施，選閉擇不襪同的波特壩率因新子可得先到不宇同的特波特鹿率。例如記：f殿=年19賣.2萍k重Hz，若季選波眠特率故因子頃為16，則絲式波特闊率為12婦00勾b醫(yī)ps。若選標(biāo)定波增特率輝因子洲和波純特率倍，則壘相應(yīng)燃的確計(jì)定了州對(duì)時(shí)鐘事頻率的要熄求。二、船可編斑程串盞行通柏信接肚口82典51毅AIn碌te倘l裁82免51敵A是通晶用同信步/異步鏟收發(fā)倍器，只它是術(shù)專為In甲te自l微處旺理器課設(shè)計(jì)雷的，尖可用兵作CP累U和串咱行外榮設(shè)的探接口測(cè)電路或?？捎锚{于同腹步和墾異步涉?zhèn)魉筒?。同步葛傳送愚?-哀8位/字符摩；內(nèi)虜部或同外部貿(mào)字符蘆同步椒；可蟲自動(dòng)菌插刮入同滾步字頁符。異步隆傳送濫：5-歌8位/字符鑒；時(shí)要鐘速蹄率為眾通信揮速率伍的1、16、64倍。異步竹傳送網(wǎng)時(shí)，時(shí)可產(chǎn)刪生中遵止字斜符；掠可產(chǎn)搶生1、1.漲5、或2位的與停止鍬位；雨可檢悉測(cè)假慘起始痛位；好可自幕動(dòng)檢沖測(cè)和群處理粒中止勸字符堡。波特趟率：準(zhǔn)異步昂：DC愁-1龜9.攀2K；同步依：DC盲-6欠4K。全雙毅工、裹雙緩征沖器繳發(fā)送昏和接鄙收。差錯(cuò)論檢測(cè)慢：具秩有奇偶姻錯(cuò)、輕溢出屈錯(cuò)和幀格襖式錯(cuò)等差欺錯(cuò)檢鞭測(cè)電綠路。28腳雙付列直忠插式猾封裝譯。全部符輸入憶輸出與TT睬L電平娘兼容內(nèi)；單鎮(zhèn)一+5止V電源偷；單宋一TT攝L電平幣時(shí)鐘馬；1.債82急51硬A的引另腳和嚷模塊溫圖82計(jì)51鐵AD1TxDCL啄KRE懂SE辨TDS臟RRT搶SDT忘RRxCVc驗(yàn)cD0TxEM訪PT蕉YCT爬SWRTxCD7D6D5D4GN故DRxDD3CSRDC/梅DSY疑ND膛ET糞/B筆RK隙DE品TTxRD痰YRxRD采Y211098765432111312281920212223242526271815161714D2數(shù)據(jù)禾總線緩沖勻器讀/寫控制揚(yáng)邏輯茶電路調(diào)制/解調(diào)控制天電路接收底控制按電路串－努并轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖惱器緩沖傾器并－益串轉(zhuǎn)換發(fā)送獨(dú)控制銜電路RE姜SE脆TCL渡KC/插DRDWRCSDS糊RDT與RCT寺SRT宇SD7-D0內(nèi)部總線TXDRXDTXEM引PT餡YTXCRXRD店YRXCSY像ND口ETTXRD廣Y發(fā)送嘗器接收寇器82雄51伍A內(nèi)部訴結(jié)構(gòu)僑框圖接收2峽82璃51虜A與CP汽U的連夸接82辮51榜A是CP倆U與外糖設(shè)之帝間的爽接口勁電路洋，其哨對(duì)外婆的接明口信懷號(hào)可缸分為瘡兩組向：一沉組是伍與CP糟U的接陶口信柔號(hào)，電另一遲組是杰與外拴設(shè)之科間的料接口敘信號(hào)王。80世8682方51島A外設(shè)D7起-D嘆0CL歇K譯碼CSABM/屆IOC/協(xié)DRDRDWRWRTXRD封YTXERXRD梳YSY書ND僑ETRE默SE家TDT家RDS呢RRT臭SCT時(shí)STXDRXD計(jì)數(shù)摸器/定時(shí)釣器RXCTXC82燥51創(chuàng)A的對(duì)預(yù)外接奏口信番號(hào)復(fù)位館信號(hào)RE尺SE竭T數(shù)據(jù)美線D7受-D供0讀寫耀控制征信號(hào)收發(fā)夫聯(lián)絡(luò)穴信號(hào)(1淺)晝82座51瞞A與CP絹U之間副的接菜口信甚號(hào)CSC/DRDWR操作0001CPU從8251A讀數(shù)據(jù)0010CPU往8251A寫數(shù)據(jù)0101CPU從8251A讀狀態(tài)0110CPU往8251A寫控制命令0×11高阻態(tài)1×××高阻態(tài)82洞51考A的讀/寫控涼制真標(biāo)值表有四民個(gè)Mo囑de初m控制耗信號(hào)DT臘R、DS賓R、RT宋S和CT當(dāng)S。另外頑還有營(yíng)四個(gè)記信號(hào)儲(chǔ)：接收戶器時(shí)緣瑞鐘RX際C發(fā)送枯器時(shí)據(jù)鐘TX墨C接收判數(shù)據(jù)攻線RX植D發(fā)送懷數(shù)據(jù)偽線TX縱D(2錄)茫82聯(lián)51取A與外剖設(shè)之績(jī)間的托接口假信號(hào)本地Modem遠(yuǎn)程Modem

計(jì)算機(jī)終端123456782022101103104105106107102109108125機(jī)殼地發(fā)送數(shù)據(jù)(TXD)接收數(shù)據(jù)(RXD)請(qǐng)求發(fā)送(RTS)允許發(fā)送(CTS)Modem就緒(DSR)信號(hào)地(GND)載波檢測(cè)（CD)終端就緒(DTR)呼叫指示載波檢測(cè)呼叫指示電話線CCITT信號(hào)名插腳號(hào)圖3-游5腫V.似24拾/R圣S-裁23做2C信號(hào)泳連接正與定步時(shí)關(guān)戲系a)信號(hào)碧線連態(tài)接3.密82燙51喂A的編善程82板51沿A的編交程包榨括兩新個(gè)部脂分，坡一個(gè)晝是方式瘋選擇慌控制飄字，另湖一個(gè)皆是操作微命令規(guī)控制詳字。前者械用來云定義82鍵51木A的工爪作方采式，切它必抹須緊宗接在馬復(fù)位赤后由CP益U寫入墳；后者彼用來鈴指定今芯片柔的實(shí)多際操灘作，呼只有盡在寫夏入了蒸方式后選擇瘡控制鄰字后齊，才蠻能由CP但U寫入陽。(1店)方式騎選擇哲控制裁字方式鼓選擇莖控制窄字的混格式繩如圖即所示是。D7D6D5D4D3D2D1D0S2S1EPPENL2L1B2B100同步犯方式01異步的方式便（X1）10異步陽方式議（X1日6）11異步散方式叮（X6廳4）00字符勺長(zhǎng)度掠為5位01字符如長(zhǎng)度獅為6位10字符齡長(zhǎng)度薯為7位11字符怖長(zhǎng)度襖為8位1帶奇求偶校儉驗(yàn)0不帶粥奇偶啄校驗(yàn)1偶校深驗(yàn)0奇校嚴(yán)驗(yàn)異步00無效011位停止位101.5位停止位112位停止位同步111個(gè)同步字符，外同步，SYNDET為輸入101個(gè)同步字符，內(nèi)同步，SYNDET為輸出012個(gè)同步字符，外同步，SYNDET為輸入002個(gè)同步字符，內(nèi)同步，SYNDET為輸出操作狂命令天控制倡字的可格式奶如圖鳴所示欄，它老直接趨讓82潛51失A實(shí)現(xiàn)或某種籠操作財(cái)或進(jìn)謎入規(guī)她定的咸工作棵狀態(tài)揉。(2浙)操作捏命令萬控制魂字D7D6D5D4D3D2D1D0EHIRRTSERSBRKRXEDTRTXEN1進(jìn)入橫搜索娘方式1內(nèi)部鼓復(fù)位1允許那發(fā)送1數(shù)據(jù)蠢終端迫準(zhǔn)備傅好1允許革接收1發(fā)送太中止菌字符0正常豎工作1清除魚錯(cuò)誤族標(biāo)志1請(qǐng)求勢(shì)發(fā)送CP婦U可以領(lǐng)在82沾51術(shù)A工作嬸過程肢中利畢用輸蘿入指齒令讀涂取當(dāng)流前82感51咐A的狀穗態(tài)字貨，從增而可速以檢填測(cè)接擁口和哈數(shù)據(jù)這傳輸劣的工褲作狀科態(tài)。(3嘩)狀態(tài)嗽字D7D6D5D4D3D2D1D0DSRSYNDET/BRKDETFEOEPETXEMPTYRXRDYTXRDY1發(fā)送更器準(zhǔn)君備好1數(shù)據(jù)仔通信惑設(shè)備巷準(zhǔn)備執(zhí)好幀格肺式錯(cuò)艙標(biāo)志溢出開錯(cuò)標(biāo)洞志奇偶據(jù)錯(cuò)標(biāo)膜志1接收沃器準(zhǔn)畢備好1發(fā)送攤器空SY齊ND色ETBR正KD狗ET1已達(dá)噴到同做步0未達(dá)過到同冊(cè)步1接收芝到中窩止字牌符0正常紙工作(1鴨)三個(gè)嗓錯(cuò)誤珠標(biāo)志多位PE、OE和FE，PE獻(xiàn)=1是奇涼偶校權(quán)驗(yàn)錯(cuò)縮慧；OE鴉=1是溢度出錯(cuò)拳；FE價(jià)=1是“匆?guī)窭媸藉e(cuò)探”，迎它們本只對(duì)蠶異步萍方式作有效戴。出竭現(xiàn)這拴三種道錯(cuò)誤噸時(shí)都押不中侵止82料51搞A的工宮作，續(xù)它們心可以該用操悄作命虧令字撞中的ER位來訓(xùn)復(fù)位擺。(2見)職R瘡XR助DY、TX幅E（TX嚇EM歸PT屋Y）和SY包ND始ET惠/B蹤蝶RK墨DE基T位與壓同名宴引腳抽的狀藏態(tài)含要義相獅同，(3堵)冠D顫SR位是差數(shù)據(jù)居通信疲設(shè)備榨準(zhǔn)備例好狀誘態(tài)位尖，DS愛R=形1表示副調(diào)制丙解調(diào)驗(yàn)器或夢(mèng)其他句外設(shè)嘴已處期于準(zhǔn)鐮備好廣狀態(tài)女，此吸時(shí)DS錢R輸入冤信號(hào)客有效飄。TX糞RD南Y是發(fā)版送器仿準(zhǔn)備希好位創(chuàng)，它似與輸出尿引腳TX祥RD配Y的含罪義有兼所不答同。TX岡RD銷Y狀態(tài)永位為桂“1”只反恢映當(dāng)桌前發(fā)翻送緩迫沖器晶已空紀(jì)，而TX秘RD館Y輸出話引腳為“1”時(shí)，遣除發(fā)松送緩尚沖器戀已空廚外，冬還需論要以CT尤S=隔0和TX委EN吩=1為條批件，萌即存勾在如響下邏顆輯關(guān)牌系：輸出限引腳TX裕RD碰Y為“1”蝴=發(fā)送暢緩沖永器空六且慮（CT選S=賀0）且子（TX盡EN完=1）通常TX以RD拖Y狀態(tài)樸位提欲供CP食U查詢種，而TX縮慧RD封Y引腳的輸磨出信蜂號(hào)作爪為中秋斷請(qǐng)續(xù)求信輸號(hào)發(fā)賭給CP革U。輸出方式控制字輸出第一個(gè)同步字符異步方式？是單同步？RESET輸出第二個(gè)同步字符輸出操作命令控制字有復(fù)位命令否？傳送數(shù)據(jù)輸出操作命令字或輸入狀態(tài)字?jǐn)?shù)據(jù)完否？YNNNNYYY(4勢(shì))航82百51汗A的初凡始化對(duì)及數(shù)養(yǎng)據(jù)傳巧送流愉程圖82裁51塌A的初追始化飲編程抓必須在復(fù)仗位操刑作之臣后，知先設(shè)新置方亡式選犧擇控槽制字；如果鄰設(shè)定摔在異步厭方式，則舌馬上政要輸減出操勞作命鴿令字左進(jìn)行李設(shè)置攜，然蘭后才勺能進(jìn)糞行數(shù)逝據(jù)傳仆送；活在數(shù)冠據(jù)傳排送過赴程中極，也恩可使盼用操耍作命瞇令字轉(zhuǎn)進(jìn)行樂某些罰操作絨設(shè)置磚或讀恨取82萍51祝A的狀鉤態(tài)；在數(shù)摔據(jù)傳櫻送結(jié)亭束時(shí)雨，若春使用IR位為滋“1”的內(nèi)波部復(fù)叛位命夢(mèng)令使82荷51膊A復(fù)位隙，則拐它又賭可重菊新接嗓收方壞式選益擇字放，從苦而改漂變工岡作方頸式完固成其論他傳樸送任供務(wù)。如果洋設(shè)定82重51粱A工作蹈在同步鋸方式，那腰么在朋輸出盡方式楚選擇翻控制陸字后妥，應(yīng)普緊跟魂著輸腸出一高個(gè)同恭步字勤符或它兩個(gè)俊同步偵字符惡，然嚷后再碗輸出指操作麻命令膝字，冒后面繳的操壟作與煌異步桌方式姿相同蟲。設(shè)定82殃51帝A工作炊于異邁步方通式，案波特費(fèi)率因皂子為64，每?jī)醋址?個(gè)數(shù)陳據(jù)位鉛，偶夕校驗(yàn)噸，2位停竹止位昨，則方式或選擇魔控制躺字為11111011(F耕BH室)操作拉命令但字的敏設(shè)定卡，例撓如使82兇51突A的發(fā)愉送器激允許辟，接脹收器選允許字，使揀狀態(tài)惜寄存娛器中追的3個(gè)錯(cuò)關(guān)誤標(biāo)延志位氣復(fù)位飯，使兩數(shù)據(jù)柳終端泊準(zhǔn)備擴(kuò)好信嘉號(hào)DT寇R輸出州低電傭平，午則操作擱命令茅字應(yīng)為00穿01錯(cuò)01標(biāo)11宏(1慢7H裳)4.編程迫舉例(1咳)異步重方式慚下的比初始盤化編潑程若82亮51巡壽A的端緩口地蹦址為50失H、51邊H，則字本例把初始秋化程圈序如蹤蝶下：MO份V妖AL壘,掉0F章BH；禮輸出寸方式炭選擇錄字OU鄭T榴51繁H,嫂A稀LMO繭V俱AL口,錫17取H；野輸出叨操作段命令埋字OU店T水51寬H,公A蜘L(2興)同步笛方式煮下的析初始千化編筆程舉寇例82腦51怒A工作灑于同革步方倦式，尖雙同蝦步字帝符，禿同步染字符榜設(shè)定心為16嘆H，內(nèi)務(wù)同步爪，偶瘋校驗(yàn)朋，每粱字符7個(gè)數(shù)貴據(jù)位豈，則咱方式督選擇祖字為00減11歌10堤00概B(戴38減H)使發(fā)浩送器鞠允許蟲，接倚收器貢允許耳，使侍錯(cuò)誤越標(biāo)志雹復(fù)位訴，開音始搜輔索同騰步字橋符，凱并通晚知調(diào)汪制解修調(diào)器劃，數(shù)醬據(jù)終覺端設(shè)結(jié)備已滲準(zhǔn)備概就緒括操作爺命令大字設(shè)繁定為10墻01液01凍11須B(組97由H)82鑰51煤A的端主口地錄址為50茄H、51毫H，則本目例初咐始化貼程序躁如下閉：MO授V寬AL柜,熄38俱H；輸出齡方式銜選擇只字OU謙T根51暫H,倦A薯LMO鳳V蜂AL剩,16爹H；輸出閘兩個(gè)祥同步有字符16斤HOU漫T群51怪H,墓A殃LOU爬T溫51狼H,莊A升LMO啟V鍛AL撲,航97肥H；輸出猛操作償命令繭字OU夢(mèng)T搏51艷H,速A柜L(3振)谷8葛25鞋1A的應(yīng)魂用利用82想51離A實(shí)現(xiàn)囑相距吧較近枝的兩左臺(tái)微垃機(jī)通礎(chǔ)信，咐本例要采用半雙鉤工通礙信，雁查詢據(jù)方式赴，異找步傳叫送。8251ACTSDSRRxDTxCRxCCLK系統(tǒng)主時(shí)鐘TxDRTSDTRCPU總線時(shí)鐘電路甲機(jī)EIA/TTL電平轉(zhuǎn)換237237DTEDTETxDTxDRxDRxDEIA/TTL電平轉(zhuǎn)換8251ACTSDSRRxDTxCRxCCLKTxDRTSDTR系統(tǒng)主時(shí)鐘CPU總線時(shí)鐘電路RS－232C接口圖利用8251A進(jìn)行雙機(jī)通信硬件連接圖乙機(jī)GND(1壘)發(fā)送譯端初竭始化鞠程序業(yè)及控盼制程貪序如語下所貪示(設(shè)在登此之杏前已咽對(duì)82恰51糧A進(jìn)行爛了復(fù)漏位操孕作)：ST猴AR衡T:MO氣V宋DX怠,唐82務(wù)51擊A控制第端口捎號(hào)MO坑V艦AL異,軍7A懷H；異榆步方如式，7位數(shù)論據(jù)位混，1位停返止位OU尼T占DX泛,稍AL；晶偶校素驗(yàn)，真波特剝率因滋子為16MO受V息AL插,榜11扔H；服發(fā)送斃器允貸許，明錯(cuò)誤辣標(biāo)志抄復(fù)位OU游T同DX駱,政ALMO格V秩SI撕,發(fā)送弄數(shù)據(jù)設(shè)塊首煮地址MO脂V插CX會(huì),發(fā)送把數(shù)據(jù)籠塊字刻節(jié)數(shù)NE葛XT倉:MO乒V暢DX食,紐奉82妨51奔A控制絲式端口臥號(hào)IN演AL喪,進(jìn)DX；贊讀取脖狀態(tài)蟻?zhàn)諸E姥ST閑AL份,饅01托H；炊查詢提狀態(tài)攜位TX歸RD點(diǎn)Y是否引為“1”JZ卵NE獲XT；柔發(fā)