可編程串行接口芯片16550+

1、6.1 6.1 串行接口系統(tǒng)概述串行接口系統(tǒng)概述6.2 6.2 可編程串行接口芯片可編程串行接口芯片16550165506.1 串行接口系統(tǒng)概述串行接口系統(tǒng)概述串行通信方式用于遠(yuǎn)程通信。串行通信方式用于遠(yuǎn)程通信。數(shù)據(jù)在單條傳輸線上，一位接一位地按順序傳送數(shù)據(jù)在單條傳輸線上，一位接一位地按順序傳送的方式稱為的方式稱為串行通信串行通信。串行通信主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省。串行通信主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省通信線路，但具有數(shù)據(jù)傳輸效率低的特點(diǎn)。因此，通信線路，但具有數(shù)據(jù)傳輸效率低的特點(diǎn)。因此，串行通信適合于遠(yuǎn)距離傳送，可以從幾米到數(shù)千串行通信適合于遠(yuǎn)距離傳送，可以從幾米到數(shù)千公里。對于長距離、低速率的通信，串行通信往公里。

2、對于長距離、低速率的通信，串行通信往往是唯一的選擇。往是唯一的選擇。6.1 串行接口系統(tǒng)概述串行接口系統(tǒng)概述6.1.1 6.1.1 串行串行I/OI/O接口接口6.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議6.1.1串行I/O接口u串行通信方式串行通信方式u異步方式異步方式 串行異步接口串行異步接口 通用異步收發(fā)器通用異步收發(fā)器u同步方式同步方式 串行同步接口串行同步接口 通用同步收發(fā)器通用同步收發(fā)器串行接口與輸入輸出設(shè)備之間以串行方式傳送數(shù)據(jù)，串行接口與輸入輸出設(shè)備之間以串行方式傳送數(shù)據(jù)，與與CPUCPU之間以并行方式傳送數(shù)據(jù)。之間以并行方式

3、傳送數(shù)據(jù)。 CPUCPU串行串行接口接口外部外部設(shè)備設(shè)備串行串行并行并行6.1.1串行I/O接口u功能功能1 1 實(shí)現(xiàn)串行和并行數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)串行和并行數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。 u功能功能2 2 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖功能。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖功能。 u功能功能3 3 控制功能。接收控制功能。接收CPUCPU的命令，輸出接口的狀的命令，輸出接口的狀態(tài)等。態(tài)等。 6.1.1串行I/O接口二、串行接口的基本結(jié)構(gòu)二、串行接口的基本結(jié)構(gòu)6.1.1串行I/O接口串行接口的基本結(jié)構(gòu)如下：串行接口的基本結(jié)構(gòu)如下： 輸出緩沖寄存器：輸出緩沖寄存器：接收接收CPUCPU從數(shù)據(jù)總線上送來從數(shù)據(jù)總線上送來的并行數(shù)據(jù)，并加以保存

4、。的并行數(shù)據(jù)，并加以保存。 輸出移位寄存器：輸出移位寄存器：它接收從輸出緩沖器送來的并行它接收從輸出緩沖器送來的并行數(shù)據(jù)，以發(fā)送時(shí)鐘的速率把數(shù)據(jù)逐位移出，即將并行數(shù)據(jù)，以發(fā)送時(shí)鐘的速率把數(shù)據(jù)逐位移出，即將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出。 輸入移位寄存器：輸入移位寄存器：它以接收時(shí)鐘的速率把出現(xiàn)在它以接收時(shí)鐘的速率把出現(xiàn)在串行數(shù)據(jù)輸入線上的數(shù)據(jù)逐位移入，當(dāng)數(shù)據(jù)裝滿后，串行數(shù)據(jù)輸入線上的數(shù)據(jù)逐位移入，當(dāng)數(shù)據(jù)裝滿后，并行送往輸入緩沖寄存器，即將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并并行送往輸入緩沖寄存器，即將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。行數(shù)據(jù)。 輸入緩沖寄存器：輸入緩沖寄存器：它從輸入移位寄存器中接收并行

5、數(shù)它從輸入移位寄存器中接收并行數(shù)據(jù)，然后由據(jù)，然后由CPUCPU取走。取走。 控制寄存器：控制寄存器：它接收它接收CPUCPU送來的控制字，由控制字的送來的控制字，由控制字的內(nèi)容，決定通信時(shí)的傳輸方式以及數(shù)據(jù)格式等。內(nèi)容，決定通信時(shí)的傳輸方式以及數(shù)據(jù)格式等。例如采用例如采用異步方式還是同步方式，數(shù)據(jù)字符的位數(shù)，有無奇偶校驗(yàn)，異步方式還是同步方式，數(shù)據(jù)字符的位數(shù)，有無奇偶校驗(yàn)，是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)，停止位的位數(shù)等參數(shù)。是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)，停止位的位數(shù)等參數(shù)。 串行接口的基本結(jié)構(gòu)如下（續(xù)）：串行接口的基本結(jié)構(gòu)如下（續(xù)）： 狀態(tài)寄存器：狀態(tài)寄存器：狀態(tài)寄存器中存放著接口的各種狀態(tài)信狀態(tài)寄存器中存放著接

6、口的各種狀態(tài)信息，例如輸出緩沖區(qū)是否空，輸入字符是否準(zhǔn)備好等。在息，例如輸出緩沖區(qū)是否空，輸入字符是否準(zhǔn)備好等。在通信過程中，當(dāng)符合某種狀態(tài)時(shí)，接口中的狀態(tài)檢測邏輯通信過程中，當(dāng)符合某種狀態(tài)時(shí)，接口中的狀態(tài)檢測邏輯將狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位置將狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位置“1”1”，以便讓，以便讓CPUCPU查詢。查詢。 三、串行接口的工作過程三、串行接口的工作過程CPUCPU串行串行接口接口外部外部設(shè)備設(shè)備接收接收發(fā)送發(fā)送串行接口將串行接口將CPUCPU送來的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)送來的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，并對有效數(shù)據(jù)據(jù)，并對有效數(shù)據(jù)“包裝包裝”，即加上起始位、即加上起始位、產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)位和停止位，再發(fā)

7、送出去。產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)位和停止位，再發(fā)送出去。發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)接收接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)串行接口將串行輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，同樣要對有串行接口將串行輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，同樣要對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（去掉起始位、校驗(yàn)位和停止位）和奇偶（去掉起始位、校驗(yàn)位和停止位）和奇偶校驗(yàn)，然后等待校驗(yàn)，然后等待CPUCPU取走。取走。 6.1.1串行I/O接口n有效數(shù)據(jù)由有效數(shù)據(jù)由CPUCPU寫入接口中的輸出緩沖寄存器，寫入接口中的輸出緩沖寄存器，再送到輸出移位寄存器。再送到輸出移位寄存器。n同時(shí)將狀態(tài)寄存器中的同時(shí)將狀態(tài)寄存器中的“發(fā)送準(zhǔn)備好發(fā)送準(zhǔn)備好”位置位置“1”1”，并發(fā)出中斷請求信號（用中斷

8、方式時(shí)），并發(fā)出中斷請求信號（用中斷方式時(shí)），表示接口可以接收表示接口可以接收CPUCPU寫入下一個(gè)有效數(shù)據(jù)。寫入下一個(gè)有效數(shù)據(jù)。n在輸出移位寄存器中。由發(fā)送控制邏輯對有效在輸出移位寄存器中。由發(fā)送控制邏輯對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行“包裝包裝”，即加上起始位、奇偶校驗(yàn)位，即加上起始位、奇偶校驗(yàn)位和停止位。和停止位。n經(jīng)包裝后的數(shù)據(jù)由輸出移位寄存器按選定的傳經(jīng)包裝后的數(shù)據(jù)由輸出移位寄存器按選定的傳輸率逐位移出，變成串行數(shù)據(jù)發(fā)送到串行輸出線輸率逐位移出，變成串行數(shù)據(jù)發(fā)送到串行輸出線上去。上去。發(fā)發(fā)送送過過程程6.1.1串行I/O接口n接收控制電路不斷地監(jiān)視串行數(shù)據(jù)輸入線上的電接收控制電路不斷地監(jiān)視串行

9、數(shù)據(jù)輸入線上的電平，一旦出現(xiàn)持續(xù)一個(gè)位周期的低電平（異步方式平，一旦出現(xiàn)持續(xù)一個(gè)位周期的低電平（異步方式下），則開始采樣有效數(shù)據(jù)位，并使數(shù)據(jù)進(jìn)入輸入下），則開始采樣有效數(shù)據(jù)位，并使數(shù)據(jù)進(jìn)入輸入移位寄存器。移位寄存器。n采樣重復(fù)進(jìn)行，直至采樣到停止位。采樣重復(fù)進(jìn)行，直至采樣到停止位。n接收控制邏輯對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式檢查，若不接收控制邏輯對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式檢查，若不正確，則將狀態(tài)寄存器中的相應(yīng)位置正確，則將狀態(tài)寄存器中的相應(yīng)位置“1”1”；若正確，；若正確，則將有效數(shù)據(jù)位并行傳送到輸入緩沖器。則將有效數(shù)據(jù)位并行傳送到輸入緩沖器。n然后，將狀態(tài)寄存器中的然后，將狀態(tài)寄存器中的“接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好接收

10、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好”位位置置“1”1”；若接口處于中斷允許狀態(tài)，則還向；若接口處于中斷允許狀態(tài)，則還向CPUCPU發(fā)出中斷請求信號。發(fā)出中斷請求信號。CPUCPU可以通過查詢或中斷方可以通過查詢或中斷方式讀取輸入緩沖寄存器中的有效數(shù)據(jù)。式讀取輸入緩沖寄存器中的有效數(shù)據(jù)。 接接收收過過程程6.1.1串行I/O接口9.1.1串行I/O接口接收接收 過程過程 狀態(tài) 寄存器 控制 寄存器 數(shù)據(jù)輸入寄存器 數(shù)據(jù)輸出寄存器 輸入移位寄存器 輸出移位寄存器 串行輸出 串行輸入 接收時(shí)鐘 發(fā)送時(shí)鐘 聯(lián)絡(luò)信號 數(shù)據(jù)總線 收發(fā)器 控制 信號 邏輯 中斷請求 讀 寫 地址 譯碼 cs CPUCPU外部設(shè)備外部設(shè)備6.1.2

11、 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)1. 波特率（Baud）一、數(shù)據(jù)傳輸率一、數(shù)據(jù)傳輸率 數(shù)據(jù)傳輸率是指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，?shù)據(jù)傳輸率是指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，可用比特率和波特率來表示?？捎帽忍芈屎筒ㄌ芈蕘肀硎尽?比特率：比特率：比特率是指每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為比特率是指每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)，單位為bit/s bit/s （ bpsbps）表示。表示。 波特率：波特率：波特率是指每秒傳輸?shù)姆枖?shù)，若每個(gè)符號所含的信波特率是指每秒傳輸?shù)姆枖?shù)，若每個(gè)符號所含的信息量為息量為1 1比特，則波特率等于比特率。單位為比特，則波特率等于比特率。單位為BaudBaud。在在計(jì)算機(jī)中計(jì)算機(jī)中,

12、 ,一個(gè)符號的含義為高低電平一個(gè)符號的含義為高低電平, ,它們分別代表邏輯它們分別代表邏輯1 1和邏和邏輯輯0,0,所以每個(gè)符號所含的信息為所以每個(gè)符號所含的信息為1 1位位, ,因此在計(jì)算機(jī)通信中因此在計(jì)算機(jī)通信中, ,常將比常將比特率稱為特率稱為波特率波特率, ,即即 1 1 （BaudBaud）=1 =1 bit/s bit/s 傳送一個(gè)二進(jìn)制位所需的時(shí)間為位時(shí)間傳送一個(gè)二進(jìn)制位所需的時(shí)間為位時(shí)間, ,用用TdTd表示。位時(shí)間與波特表示。位時(shí)間與波特率的關(guān)系是率的關(guān)系是Td=1/BTd=1/B2. 發(fā)送/接收時(shí)鐘（Txc /Rxc）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送器在，發(fā)送器在發(fā)送時(shí)鐘作用下發(fā)

13、送時(shí)鐘作用下, ,將將“發(fā)送移位寄存器發(fā)送移位寄存器”的的數(shù)據(jù)按位串行移位輸出；數(shù)據(jù)按位串行移位輸出；接受數(shù)據(jù)時(shí)接受數(shù)據(jù)時(shí)，接受器在，接受器在接收時(shí)鐘作用下接收時(shí)鐘作用下, ,對來對來自通信線上的串行數(shù)據(jù)自通信線上的串行數(shù)據(jù)按位串行移入按位串行移入“接收移接收移位寄存器位寄存器”。 狀態(tài) 寄存器 控制 寄存器 數(shù)據(jù)輸入寄存器 數(shù)據(jù)輸出寄存器 輸入移位寄存器 輸出移位寄存器 串行輸出 串行輸入 接接收收時(shí)時(shí)鐘鐘 發(fā)發(fā)送送時(shí)時(shí)鐘鐘 聯(lián)絡(luò)信號 cs 6.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)2. 發(fā)送/接收時(shí)鐘（Txc /Rxc）：單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，以位：單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制

14、數(shù)據(jù)的位數(shù)，以位/秒（秒（）表示，也稱為數(shù)據(jù)位率。表示，也稱為數(shù)據(jù)位率。直接決定了通信線路上數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩瑢τ谥苯記Q定了通信線路上數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，對于收?發(fā)雙方之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐接惺种匾淖饔?。發(fā)雙方之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐接惺种匾淖饔?。一般在發(fā)送端是由發(fā)送時(shí)鐘的一般在發(fā)送端是由發(fā)送時(shí)鐘的使送入移位寄存器使送入移位寄存器的數(shù)據(jù)串行移位輸出。而接收端則是在接收時(shí)鐘的的數(shù)據(jù)串行移位輸出。而接收端則是在接收時(shí)鐘的作用下將傳輸線上的數(shù)據(jù)逐位打入移位寄存器。作用下將傳輸線上的數(shù)據(jù)逐位打入移位寄存器。6.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)二、串行通信的連接方式1. 單工（單工（simplex

15、simplex）連接連接2. 半雙工（半雙工（half-duplexhalf-duplex）連接連接3. 全雙工（全雙工（full-duplexfull-duplex）連接連接CPUCPU串行串行接口接口外部外部設(shè)備設(shè)備串行串行并行并行TRTRRTTTRR6.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)三、信號的調(diào)制和解調(diào)三、信號的調(diào)制和解調(diào)如果數(shù)字信號直接在公用電話網(wǎng)的傳輸線上傳送，高次諧波如果數(shù)字信號直接在公用電話網(wǎng)的傳輸線上傳送，高次諧波的衰減會很厲害，從而使信號到了接收端后將發(fā)生嚴(yán)重畸變和失真的衰減會很厲害，從而使信號到了接收端后將發(fā)生嚴(yán)重畸變和失真發(fā)送方使用發(fā)送方使用（Modulat

16、orModulator），），把要傳送的把要傳送的調(diào)調(diào)制轉(zhuǎn)換為適合在線路上傳輸?shù)闹妻D(zhuǎn)換為適合在線路上傳輸?shù)模唤邮辗絼t使用；接收方則使用（DemodulatorDemodulator）從線路上測出這個(gè)模擬信號，并還原成數(shù)字信號從線路上測出這個(gè)模擬信號，并還原成數(shù)字信號6.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)四、串行通信的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)四、串行通信的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)信息的正確性對計(jì)算機(jī)的可靠工作具有極其重要的意義，但在信息信息的正確性對計(jì)算機(jī)的可靠工作具有極其重要的意義，但在信息的存儲與傳輸過程中，?？赡苡捎谀撤N干擾或其他不可靠因素的存的存儲與傳輸過程中，?？赡苡捎谀撤N干擾或其他不可靠因素的存在而發(fā)

17、生差錯(cuò)。在而發(fā)生差錯(cuò)。在串行通信中，由于線路長和噪聲干擾的存在，會導(dǎo)致信息傳輸過在串行通信中，由于線路長和噪聲干擾的存在，會導(dǎo)致信息傳輸過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。為保證信息傳輸?shù)恼_性，必須對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行差錯(cuò)檢查和為保證信息傳輸?shù)恼_性，必須對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行差錯(cuò)檢查和校正，即檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。校正，即檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。檢錯(cuò)是如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯(cuò)誤，而糾錯(cuò)是發(fā)現(xiàn)檢錯(cuò)是如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯(cuò)誤，而糾錯(cuò)是發(fā)現(xiàn) 錯(cuò)誤后如何消除錯(cuò)錯(cuò)誤后如何消除錯(cuò)誤。誤。在基本通信協(xié)議中，一般采用在基本通信協(xié)議中，一般采用奇偶檢驗(yàn)奇偶檢驗(yàn)或或方陣碼檢錯(cuò)方陣碼檢錯(cuò)，以反饋重發(fā)，以反饋重發(fā)方式糾錯(cuò)。在高級通信協(xié)議中，一般采用方式

18、糾錯(cuò)。在高級通信協(xié)議中，一般采用循環(huán)冗余碼（循環(huán)冗余碼（CRCCRC）檢檢錯(cuò)，錯(cuò)，以自動糾錯(cuò)方式來糾錯(cuò)。以自動糾錯(cuò)方式來糾錯(cuò)。 6.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)奇偶校驗(yàn)的基本原理奇偶校驗(yàn)的基本原理這種利用信息位中這種利用信息位中“1”1”的個(gè)數(shù)的奇偶性來達(dá)到檢驗(yàn)?zāi)康牡膫€(gè)數(shù)的奇偶性來達(dá)到檢驗(yàn)?zāi)康牡木幋a稱為的編碼稱為奇偶校驗(yàn)碼奇偶校驗(yàn)碼。使整個(gè)信息位。使整個(gè)信息位“1”1”的個(gè)數(shù)為奇的個(gè)數(shù)為奇數(shù)的編碼叫數(shù)的編碼叫奇校驗(yàn)碼奇校驗(yàn)碼；而使整個(gè)信息位；而使整個(gè)信息位“1”1”的個(gè)數(shù)為偶的個(gè)數(shù)為偶數(shù)的編碼叫數(shù)的編碼叫偶校驗(yàn)碼偶校驗(yàn)碼。附加的信息位稱為。附加的信息位稱為奇偶校驗(yàn)位奇偶校驗(yàn)位，

19、簡稱校驗(yàn)位。需要傳送的數(shù)據(jù)位本身稱為有效信息位。簡稱校驗(yàn)位。需要傳送的數(shù)據(jù)位本身稱為有效信息位。在所傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)中附加冗余位（即檢驗(yàn)位），使整在所傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)中附加冗余位（即檢驗(yàn)位），使整個(gè)信息位（包括有效位和檢驗(yàn)位）中個(gè)信息位（包括有效位和檢驗(yàn)位）中“1”1”的個(gè)數(shù)具有奇的個(gè)數(shù)具有奇數(shù)或偶數(shù)的特性。整個(gè)信息位經(jīng)過線路傳輸后，若原來數(shù)或偶數(shù)的特性。整個(gè)信息位經(jīng)過線路傳輸后，若原來所具有的所具有的“1”1”的個(gè)數(shù)的奇偶性發(fā)生了變化，則說明出現(xiàn)的個(gè)數(shù)的奇偶性發(fā)生了變化，則說明出現(xiàn)了傳輸錯(cuò)誤，可由專門的檢測電路檢測出來。了傳輸錯(cuò)誤，可由專門的檢測電路檢測出來。6.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)

20、串行通信基礎(chǔ)有效信息位是有效信息位是10111011011101，采用偶校驗(yàn)，則附加的校，采用偶校驗(yàn)，則附加的校驗(yàn)位是驗(yàn)位是1 1。最后得到的信息是。最后得到的信息是101110110111011 1有效信息位是有效信息位是10110111011011，采用奇校驗(yàn)，則附加的校，采用奇校驗(yàn)，則附加的校驗(yàn)位是驗(yàn)位是0 0。最后得到的信息是。最后得到的信息是101101110110110 0例例1 1例例2 26.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)2. 方陣碼校驗(yàn) 基本原理：基本原理：先在每個(gè)先在每個(gè)7 7位編碼的字符位編碼的字符后附加后附加1 1位奇偶校驗(yàn)位，使整個(gè)字符位奇偶校驗(yàn)位，使整

21、個(gè)字符的的“1”1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)。然后的個(gè)數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)。然后使若干個(gè)字符組成一個(gè)數(shù)據(jù)塊，列使若干個(gè)字符組成一個(gè)數(shù)據(jù)塊，列成方陣，再在縱向按位加，產(chǎn)生一成方陣，再在縱向按位加，產(chǎn)生一個(gè)字符的檢驗(yàn)字符，并將它附在數(shù)個(gè)字符的檢驗(yàn)字符，并將它附在數(shù)據(jù)的末尾。據(jù)的末尾。這一檢驗(yàn)字符是所有數(shù)據(jù)字符這一檢驗(yàn)字符是所有數(shù)據(jù)字符“異或異或”的結(jié)果，反映了整個(gè)數(shù)據(jù)的結(jié)果，反映了整個(gè)數(shù)據(jù)的奇偶性。的奇偶性。在數(shù)據(jù)接收過程中，數(shù)據(jù)塊讀出產(chǎn)生一個(gè)檢驗(yàn)字符，并與發(fā)送來在數(shù)據(jù)接收過程中，數(shù)據(jù)塊讀出產(chǎn)生一個(gè)檢驗(yàn)字符，并與發(fā)送來的檢驗(yàn)字符進(jìn)行比較，若兩者不同，說明出現(xiàn)差錯(cuò)，則以反饋重的檢驗(yàn)字符進(jìn)行比較，若兩者不同，說明

22、出現(xiàn)差錯(cuò)，則以反饋重發(fā)來糾錯(cuò)。若兩者相同，表示接收數(shù)據(jù)正確發(fā)來糾錯(cuò)。若兩者相同，表示接收數(shù)據(jù)正確。6.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)3. CRC校驗(yàn)CRCCRC是利用編碼原理，對傳送的二進(jìn)制碼序列以一定是利用編碼原理，對傳送的二進(jìn)制碼序列以一定的規(guī)則產(chǎn)生一定的校驗(yàn)碼，并將校驗(yàn)碼放在二進(jìn)制序的規(guī)則產(chǎn)生一定的校驗(yàn)碼，并將校驗(yàn)碼放在二進(jìn)制序列之后，形成符合一定規(guī)則的新的二進(jìn)制碼序列（稱列之后，形成符合一定規(guī)則的新的二進(jìn)制碼序列（稱為編碼），并將新的二進(jìn)制碼序列發(fā)送出去。為編碼），并將新的二進(jìn)制碼序列發(fā)送出去。在接收時(shí)，就根據(jù)信息和校驗(yàn)碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)在接收時(shí)，就根據(jù)信息和校驗(yàn)碼之間

23、所遵循的規(guī)則進(jìn)行檢測（稱為譯碼），從而檢測出傳輸過程中是否發(fā)行檢測（稱為譯碼），從而檢測出傳輸過程中是否發(fā)生差錯(cuò)。生差錯(cuò)。CRCCRC校驗(yàn)是對整個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行校驗(yàn)，同步串行通信都校驗(yàn)是對整個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行校驗(yàn)，同步串行通信都采用采用CRCCRC校驗(yàn)。校驗(yàn)。6.1.2 6.1.2 串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)一、概述一、概述 在串行通信中在串行通信中, ,發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí), ,一位一位往外發(fā)送一位一位往外發(fā)送, ,沒有問沒有問題題, ,問題是接收端問題是接收端, ,一根線傳送過來的信息一根線傳送過來的信息01101100110110表示什么意表示什么意思思? ?不知道不知道. .所以發(fā)、收

24、雙方一定要有約定。所以發(fā)、收雙方一定要有約定。1 1、接收方怎么知道數(shù)據(jù)傳送的開始和結(jié)束？、接收方怎么知道數(shù)據(jù)傳送的開始和結(jié)束？2 2、接收方怎么判斷所接收數(shù)據(jù)的正確性。、接收方怎么判斷所接收數(shù)據(jù)的正確性。所以，串行通信中，如何使收發(fā)雙方同步工作是關(guān)鍵。所以，串行通信中，如何使收發(fā)雙方同步工作是關(guān)鍵。 為了實(shí)現(xiàn)同步，互相通信的雙方必須就數(shù)據(jù)傳輸方式、為了實(shí)現(xiàn)同步，互相通信的雙方必須就數(shù)據(jù)傳輸方式、同步控制方式、差錯(cuò)處理、應(yīng)答方式和信號格式等問題作同步控制方式、差錯(cuò)處理、應(yīng)答方式和信號格式等問題作出共同遵守的一組規(guī)定，這種規(guī)定稱為出共同遵守的一組規(guī)定，這種規(guī)定稱為通信協(xié)議通信協(xié)議。 常用的串行通

25、信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)某Ｓ玫拇型ㄐ胖袛?shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒椒ㄓ型椒椒ㄓ? 2種種，即，即異異步方式步方式和和同步方式同步方式，相應(yīng)的有異步通信協(xié)議同步通信協(xié)議。，相應(yīng)的有異步通信協(xié)議同步通信協(xié)議。6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議1、串行異步通信時(shí)的數(shù)據(jù)格式二、異步通信協(xié)議二、異步通信協(xié)議異步方式通信是以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，字符之間沒有固定的異步方式通信是以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)模址g沒有固定的時(shí)間間隔要求，而每個(gè)字符中的各位則以固定的時(shí)間傳送。時(shí)間間隔要求，而每個(gè)字符中的各位則以固定的時(shí)間傳送。收、發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字符格式中設(shè)置起始位和停收、發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字

26、符格式中設(shè)置起始位和停止位。（把一個(gè)字符看作是一個(gè)獨(dú)立的信息單元，并且字符出現(xiàn)止位。（把一個(gè)字符看作是一個(gè)獨(dú)立的信息單元，并且字符出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中相對時(shí)間是任意的。）在數(shù)據(jù)流中相對時(shí)間是任意的。）在一個(gè)有效字符正式發(fā)送前，發(fā)送器先發(fā)送一個(gè)在一個(gè)有效字符正式發(fā)送前，發(fā)送器先發(fā)送一個(gè)起始位，然后發(fā)送有效字符位，在字符結(jié)束時(shí)再起始位，然后發(fā)送有效字符位，在字符結(jié)束時(shí)再發(fā)送一個(gè)停止位，起始位至停止位構(gòu)成一幀。發(fā)送一個(gè)停止位，起始位至停止位構(gòu)成一幀。6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議起始位起始位校驗(yàn)位校驗(yàn)位 停止位停止位空閑位空閑位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位低位低位高位高位字符字符0/10/1 0/10/

27、10/10/10/10/11 10 01 11 11 1起始位每個(gè)字符開始傳送的標(biāo)志，起始位采用邏輯0電平數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位緊跟著起始位傳送。數(shù)據(jù)位緊跟著起始位傳送。由由5 58 8個(gè)二進(jìn)制位組成，低位先傳送個(gè)二進(jìn)制位組成，低位先傳送校驗(yàn)位校驗(yàn)位用于校驗(yàn)是否傳送正確；可用于校驗(yàn)是否傳送正確；可選擇奇檢驗(yàn)、偶校驗(yàn)或不傳送校驗(yàn)位選擇奇檢驗(yàn)、偶校驗(yàn)或不傳送校驗(yàn)位停止位停止位表示該字符傳送結(jié)束。停止表示該字符傳送結(jié)束。停止位采用邏輯位采用邏輯1 1電平，可選擇電平，可選擇1 1、1.51.5或或2 2位位空閑位空閑位傳送字符之間的邏輯傳送字符之間的邏輯1 1電平，電平，表示沒有進(jìn)行傳送表示沒有進(jìn)行傳送

28、6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議比如比如ASCII 字符字符 A, 二進(jìn)制是二進(jìn)制是0100 0001(8位位)，它們在，它們在起始位和起始位和2位停止位之間傳送，并使用了位停止位之間傳送，并使用了1位奇偶校驗(yàn)位。位奇偶校驗(yàn)位。6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議2、串行異步通信時(shí)的數(shù)據(jù)接收接收端采樣時(shí)鐘頻率為位頻率的接收端采樣時(shí)鐘頻率為位頻率的1616倍，采樣時(shí)間基倍，采樣時(shí)間基準(zhǔn)應(yīng)確保采樣時(shí)刻在每一位的中間。準(zhǔn)應(yīng)確保采樣時(shí)刻在每一位的中間。注意注意在接收端設(shè)置一采樣時(shí)鐘頻率計(jì)數(shù)器，當(dāng)檢測到起始位下降沿在接收端設(shè)置一采樣時(shí)鐘頻率計(jì)數(shù)器，當(dāng)檢測到起始位下降沿時(shí)，將其

29、清零，并開始對采樣時(shí)鐘計(jì)數(shù)。時(shí)，將其清零，并開始對采樣時(shí)鐘計(jì)數(shù)。 當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到8 8時(shí)，表示已到達(dá)起始位的中間位置，此時(shí)采樣值時(shí)，表示已到達(dá)起始位的中間位置，此時(shí)采樣值為為0 0，說明是真正的起始位，同時(shí)將計(jì)數(shù)器清零；若采樣值不為，說明是真正的起始位，同時(shí)將計(jì)數(shù)器清零；若采樣值不為0 0，則說明一開始檢測到的下降沿不是真正的起始位前沿，而是，則說明一開始檢測到的下降沿不是真正的起始位前沿，而是一次干擾，此次檢測應(yīng)作廢，計(jì)數(shù)器清零，并重新開始檢測起一次干擾，此次檢測應(yīng)作廢，計(jì)數(shù)器清零，并重新開始檢測起始位始位。 6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議2、串行異步通信時(shí)的數(shù)據(jù)

30、接收檢測到真正的起始位后，計(jì)數(shù)器清零，以后每次計(jì)到檢測到真正的起始位后，計(jì)數(shù)器清零，以后每次計(jì)到1616時(shí)，便采樣收到的信號波形（即每一位的中間），時(shí)，便采樣收到的信號波形（即每一位的中間），將采到的數(shù)值暫存起來，同時(shí)將計(jì)數(shù)器清零，重新計(jì)將采到的數(shù)值暫存起來，同時(shí)將計(jì)數(shù)器清零，重新計(jì)數(shù)，直至最后的停止位被采樣。數(shù)，直至最后的停止位被采樣。 如果停止位采樣正確（為如果停止位采樣正確（為1 1），則字符被接收，并由），則字符被接收，并由暫存器裝入寄存器。若停止位采樣值為暫存器裝入寄存器。若停止位采樣值為0 0，說明同步，說明同步或傳輸有問題，此次采樣所得字符作廢或傳輸有問題，此次采樣所得字符作廢,

31、 ,不被接收。不被接收。 6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議3、串行異步通信的特點(diǎn) 起止式異步通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)對收發(fā)雙方的時(shí)鐘同起止式異步通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)對收發(fā)雙方的時(shí)鐘同步要求不高，發(fā)送器和接收器可以不用共同的時(shí)鐘。步要求不高，發(fā)送器和接收器可以不用共同的時(shí)鐘。 串行異步通信的數(shù)據(jù)格式可以根據(jù)實(shí)際需要，通過可串行異步通信的數(shù)據(jù)格式可以根據(jù)實(shí)際需要，通過可編程串行接口電路，用軟件命令的方式進(jìn)行設(shè)置。在不編程串行接口電路，用軟件命令的方式進(jìn)行設(shè)置。在不同傳輸系統(tǒng)中，這些通信格式的設(shè)定完全可以不同。同傳輸系統(tǒng)中，這些通信格式的設(shè)定完全可以不同。 附加信息位（額外開銷），使通信效率降低

32、。附加信息位（額外開銷），使通信效率降低。6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議例題：例題： 異步傳輸異步傳輸7位位ASCII碼，如果需要數(shù)據(jù)傳輸速率為碼，如果需要數(shù)據(jù)傳輸速率為240字符字符/秒，使用秒，使用1位奇偶校驗(yàn)位和位奇偶校驗(yàn)位和1位停止位，則：位停止位，則：1）波特率應(yīng)該是多少？）波特率應(yīng)該是多少？2）有效數(shù)據(jù)位傳輸位是多少？）有效數(shù)據(jù)位傳輸位是多少？3）傳輸效率是多少？）傳輸效率是多少？解：解：6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議1、串行同步通信的特點(diǎn)三、串行同步通信協(xié)議三、串行同步通信協(xié)議 要求對傳送數(shù)據(jù)的每一位都必須在收、發(fā)兩端嚴(yán)格保要求對傳送數(shù)據(jù)的每一

33、位都必須在收、發(fā)兩端嚴(yán)格保持同步，即所謂持同步，即所謂“位同步位同步”。因此，收、發(fā)兩端需用同。因此，收、發(fā)兩端需用同一個(gè)時(shí)鐘源作為時(shí)鐘信號。一個(gè)時(shí)鐘源作為時(shí)鐘信號。沒有起始位和停止位，它不是用起始位表示字符的開沒有起始位和停止位，它不是用起始位表示字符的開始。始。(3) (3) 通信時(shí)，字符數(shù)據(jù)不允許有空隙。當(dāng)線路空閑或沒通信時(shí)，字符數(shù)據(jù)不允許有空隙。當(dāng)線路空閑或沒有字符可發(fā)送時(shí)，可發(fā)送收、發(fā)雙方約定的同步字符。有字符可發(fā)送時(shí)，可發(fā)送收、發(fā)雙方約定的同步字符。6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議(4)(4)傳輸效率高，適合于快速、大量數(shù)據(jù)的傳送。傳輸效率高，適合于快速、大量數(shù)據(jù)的

34、傳送。三、串行同步通信協(xié)議三、串行同步通信協(xié)議外同步法是在發(fā)送數(shù)據(jù)之前向接收端發(fā)送一串時(shí)鐘脈外同步法是在發(fā)送數(shù)據(jù)之前向接收端發(fā)送一串時(shí)鐘脈沖，接收端按這個(gè)時(shí)鐘頻率調(diào)整自己的時(shí)序，使接收時(shí)沖，接收端按這個(gè)時(shí)鐘頻率調(diào)整自己的時(shí)序，使接收時(shí)鐘頻率鎖定在接收到的時(shí)鐘頻率上，并作為同步時(shí)鐘來鐘頻率鎖定在接收到的時(shí)鐘頻率上，并作為同步時(shí)鐘來接收數(shù)據(jù)。（接收數(shù)據(jù)。（沒有同步字符，靠外部時(shí)鐘同步?jīng)]有同步字符，靠外部時(shí)鐘同步）外同步法外同步法內(nèi)同步法內(nèi)同步法同步方法同步方法內(nèi)同步法是接收端從接收到的數(shù)據(jù)信息波形本身提內(nèi)同步法是接收端從接收到的數(shù)據(jù)信息波形本身提取同步的方法。取同步的方法。（有一個(gè)（單同步）或兩個(gè)

35、（雙同有一個(gè)（單同步）或兩個(gè)（雙同步）同步字符步）同步字符）6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議2、同步通信協(xié)議概述三、串行同步通信協(xié)議三、串行同步通信協(xié)議 面向字符的同步通信協(xié)議面向字符的同步通信協(xié)議 面向比特的同步通信協(xié)議面向比特的同步通信協(xié)議6.1.3 6.1.3 串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)一、一、RS-232CRS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)EIAEIA Electronic Industry AssociationElectronic Industry Association，美國美國電子工業(yè)

36、協(xié)會電子工業(yè)協(xié)會RS RS Recommended standardRecommended standard，推薦標(biāo)準(zhǔn)推薦標(biāo)準(zhǔn)232232 標(biāo)識號標(biāo)識號C C RS232RS232的最新一次修改（的最新一次修改（19691969年）年）EIA-RS-232CEIA-RS-232C全稱全稱RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)定義說明：串行通信標(biāo)準(zhǔn)定義說明： 當(dāng)初制定此標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備當(dāng)初制定此標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備能達(dá)能達(dá)到接插的到接插的“兼容性兼容性”。也就是說不同廠家所生產(chǎn)的設(shè)備，只要它也就是說不同廠家所生產(chǎn)的設(shè)備，只要它們都有具有們都有具有RS-232CRS-232

37、C標(biāo)準(zhǔn)接口，則不需要任何轉(zhuǎn)換電路，就可以標(biāo)準(zhǔn)接口，則不需要任何轉(zhuǎn)換電路，就可以互相插接起來。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)僅保證硬件兼容而沒有軟件兼容。此外，互相插接起來。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)僅保證硬件兼容而沒有軟件兼容。此外，用它進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，由于線路的損耗和噪聲干擾，傳輸距離一用它進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，由于線路的損耗和噪聲干擾，傳輸距離一般不超過般不超過15m15m。通常兩計(jì)算機(jī)的近距離通信可以通過通常兩計(jì)算機(jī)的近距離通信可以通過RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)接口連接起來。接口連接起來。最初是為遠(yuǎn)程通信連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備最初是為遠(yuǎn)程通信連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE (Data Terminal Equipment)與數(shù)據(jù)通信設(shè)備

38、與數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE（Data Communication Equipment)而制定的而制定的。RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)包括機(jī)械指標(biāo)和電氣指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)包括機(jī)械指標(biāo)和電氣指標(biāo)。6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)1. 電氣特性一、一、RS-232CRS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平邏輯電平邏輯邏輯1 1（MARKMARK）= -3V= -3V-15V-15V邏輯邏輯0 0（SPACESPACE）= +3= +315V 15V 在在TxDTxD和和RxDRxD上上信號有效（接通，信號有效（接通，ONON狀態(tài)，正電壓）狀態(tài)，正電壓）= +3

39、V= +3V+15V+15V信號無效（斷開，信號無效（斷開，OFFOFF狀態(tài)，負(fù)電壓）狀態(tài)，負(fù)電壓）= -3V= -3V-15V-15V在在RTSRTS、CTSCTS、DSRDSR、DTRDTR和和DCDDCD等控制線上等控制線上!RTS!RTS：為請求發(fā)送信號。為請求發(fā)送信號。DTEDTEDCEDCE!CTS!CTS：為允許發(fā)送信號為允許發(fā)送信號。 DCE DCE DTEDTE!DSR!DSR：為數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好信號。有效時(shí)，表明為數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好信號。有效時(shí)，表明DCEDCE可以使用可以使用!DTR!DTR：為數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好信號。有效時(shí)表明為數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好信號。有效時(shí)表明DTEDTE可可以使用

40、。以使用。!DCD!DCD：載波檢測輸出。載波檢測輸出。6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)1. 電氣特性一、一、RS-232CRS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)TTL-EIATTL-EIA電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換為了能夠同計(jì)為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終算機(jī)接口或終端的端的TTLTTL器件器件連接，必須在連接，必須在EIA-RS-EIA-RS-232C232C與與TTLTTL電路之間進(jìn)行電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)電平和邏輯關(guān)系的變換。系的變換。 集成轉(zhuǎn)換器件集成轉(zhuǎn)換器件TTLEIATTLEIAMC1488MC1488、SN75150SN75150EIATTLEIA

41、TTLMC1489MC1489、SN75154SN75154TTLEIA TTLEIA MAX232 MAX232 l232C接口采用EIA電平高電平為3V15V低電平為3V15V實(shí)際常用12V或15Vn標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)TTL電平電平n高電平：高電平：2.4V5Vn低電平：低電平：0V0.4V相互轉(zhuǎn)換相互轉(zhuǎn)換6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)2. 連接器的機(jī)械特性一、一、RS-232CRS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)DB-25DB-2513131 1252514141 11313141425 異步通信的異步通信的9 9個(gè)電壓信號（含信號地個(gè)電壓信號（含信

42、號地SGSG）：）： 2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7，8 8，2020，2222 20mA 20mA電流環(huán)信號電流環(huán)信號 9 9個(gè)：個(gè)： 1212，1313，1414，1515，1616，1717，19,2319,23，2424 空引腳空引腳6 6個(gè)：個(gè)： 9 9，1010，1111，1818，2121，2525 保護(hù)地（保護(hù)地（PEPE）1 1個(gè)，作為設(shè)備接地端：個(gè)，作為設(shè)備接地端： 1 1DB-9DB-9 B-9型連接器與型連接器與DB-25型引腳信號定義型引腳信號定義DCDRxDTxD DTR SG DSR RTS CTS RIDB-9123456789DB-258322

43、0764522ATAT機(jī)以后（不支持機(jī)以后（不支持20mA20mA電流環(huán)接口），電流環(huán)接口），使用使用DB-9DB-9連接器，作為提供多功能連接器，作為提供多功能I/OI/O卡卡或主板上或主板上COM1COM1和和COM2COM2兩個(gè)串行接口的兩個(gè)串行接口的連接器。它只提供異步通信的連接器。它只提供異步通信的9 9個(gè)信號。個(gè)信號。DB-9DB-9型連接器的引腳分配與型連接器的引腳分配與DB-25DB-25型引型引腳信號完全不同。因此，若與配接腳信號完全不同。因此，若與配接DB-25DB-25型連接器的型連接器的DCEDCE設(shè)備連接，必須使用專門設(shè)備連接，必須使用專門的電纜線。的電纜線。6.1.

44、4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)3. RS-232C的接口信號4 4條數(shù)據(jù)線、條數(shù)據(jù)線、1111條控制線、條控制線、3 3條定時(shí)線、條定時(shí)線、7 7條備用和未定義線條備用和未定義線常用的只有常用的只有9 9根根6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)(1)(1)聯(lián)絡(luò)控制信號線聯(lián)絡(luò)控制信號線nTxD：發(fā)送數(shù)據(jù)n串行數(shù)據(jù)的發(fā)送端nRxD：接收數(shù)據(jù)n串行數(shù)據(jù)的接收端6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)nRTS：請求發(fā)送請求發(fā)送n當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備好送出數(shù)據(jù)時(shí)，就發(fā)出有效當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備好

45、送出數(shù)據(jù)時(shí)，就發(fā)出有效的的RTSRTS信號，用于通知數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)信號，用于通知數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)nCTS：清除發(fā)送（允許發(fā)送）（請求響應(yīng)）清除發(fā)送（允許發(fā)送）（請求響應(yīng)）n當(dāng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)終端設(shè)備的傳當(dāng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)終端設(shè)備的傳送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)出送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)出CTSCTS有效信號來響應(yīng)有效信號來響應(yīng)RTSRTS信號信號nRTS和和CTS是數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備是數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備間一對用于數(shù)據(jù)發(fā)送的聯(lián)絡(luò)信號（握手信號）間一對用于數(shù)據(jù)發(fā)送的聯(lián)絡(luò)信號（握手信號）6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)nDTR

46、：數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好n通常當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備一加電，該信號就有效，通常當(dāng)數(shù)據(jù)終端設(shè)備一加電，該信號就有效，表明數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備就緒表明數(shù)據(jù)終端設(shè)備準(zhǔn)備就緒nDSR：數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好裝置準(zhǔn)備好n通常表示數(shù)據(jù)通信設(shè)備（即數(shù)據(jù)裝置）已接通常表示數(shù)據(jù)通信設(shè)備（即數(shù)據(jù)裝置）已接通電源連到通信線路上，并處在數(shù)據(jù)傳輸方通電源連到通信線路上，并處在數(shù)據(jù)傳輸方式式nDTR和和DSR也可用做數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)也可用做數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備間的聯(lián)絡(luò)信號，例如表示設(shè)據(jù)通信設(shè)備間的聯(lián)絡(luò)信號，例如表示設(shè)備的狀態(tài)備的狀態(tài)6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)nSG：信號地信號

47、地n為所有的信號提供一個(gè)公共的參考電平為所有的信號提供一個(gè)公共的參考電平nDCD：載波載波檢測（檢測（DCD）n當(dāng)本地調(diào)制解調(diào)器接收到來自對方的載當(dāng)本地調(diào)制解調(diào)器接收到來自對方的載波信號時(shí)，該引腳向數(shù)據(jù)終端設(shè)備提供波信號時(shí)，該引腳向數(shù)據(jù)終端設(shè)備提供有效信號有效信號nRI：振鈴振鈴指示指示n當(dāng)調(diào)制解調(diào)器接收到對方的撥號信號期當(dāng)調(diào)制解調(diào)器接收到對方的撥號信號期間，該引腳信號作為電話鈴響的指示、間，該引腳信號作為電話鈴響的指示、保持有效保持有效6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)lPG：保護(hù)地（機(jī)殼地）起屏蔽保護(hù)作用的接地端，一般應(yīng)參照設(shè)備的使用規(guī)定，連接到設(shè)

48、備的外殼或大地lTxC：發(fā)送器時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)終端發(fā)送串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號lRxC：接收器時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)終端接收串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)二、串行口互連二、串行口互連微機(jī)利用微機(jī)利用232C接口接口連接調(diào)制解調(diào)器連接調(diào)制解調(diào)器，用于實(shí)現(xiàn)通過電，用于實(shí)現(xiàn)通過電話線路的遠(yuǎn)距離通信話線路的遠(yuǎn)距離通信6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)MODEM微機(jī)微機(jī)2345678202223456782022數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好DSRDSR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTRDTR發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)TxDTxD

49、接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)RxDRxD請求發(fā)送請求發(fā)送RTSRTS允許發(fā)送允許發(fā)送CTSCTS信號地信號地GNDGND載波檢測載波檢測DCDDCD振鈴指示振鈴指示RIRI9.1.4 RS-232C9.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)電話線電話線MODEM微機(jī)微機(jī)2345678202223456782022MODEM23456782022數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好DSRDSR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTRDTR發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)TxDTxD接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)RxDRxD請求發(fā)送請求發(fā)送RTSRTS允許發(fā)送允許發(fā)送CTSCTS信號地信號地GNDGND載波檢測載波檢測DCDDCD振鈴指示振鈴指

50、示RIRI微機(jī)微機(jī)234567820221. 零Modem 的最簡連線（3線制）微機(jī)利用微機(jī)利用232C接口接口直接連接直接連接進(jìn)行短距離通信。這進(jìn)行短距離通信。這種連接不使用調(diào)制解調(diào)器，所以被稱為零調(diào)制解種連接不使用調(diào)制解調(diào)器，所以被稱為零調(diào)制解調(diào)器（調(diào)器（Null Modem）連接。連接。6.1.4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)2. 零Modem標(biāo)準(zhǔn)連接TxD 2RxD 3SG 7RTS 4CTS 6DCD 8DSR 6RI 22DTR 202 TxD3 RxD7 SG4 RTS6 CTS8 DCD6 DSR22 RI20 DTR微機(jī)微機(jī)微機(jī)微機(jī)6.1.

51、4 RS-232C6.1.4 RS-232C串行通信標(biāo)準(zhǔn)串行通信標(biāo)準(zhǔn)6.2 可編程串行接口芯片可編程串行接口芯片165506.2.1 165506.2.1 16550介紹介紹6.2.2 165506.2.2 16550編程舉例編程舉例9.2.1 82509.2.1 8250的邏輯結(jié)構(gòu)和引腳功的邏輯結(jié)構(gòu)和引腳功能能 PC微機(jī)異步通信適配器是微機(jī)與微機(jī)、微機(jī)異步通信適配器是微機(jī)與微機(jī)、微機(jī)與微機(jī)與MODEM及微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行異步通及微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行異步通信的接口。其核心是信的接口。其核心是UART。 常見的常見的UART主要有主要有、和和。此外，還有帶更大緩沖的此外，還有帶更大緩沖的UART，

52、稱為稱為和和。 16550引腳簡介引腳簡介l數(shù)據(jù)信號數(shù)據(jù)信號D7-D0：8根數(shù)據(jù)線和根數(shù)據(jù)線和CPU數(shù)據(jù)總線連接。數(shù)據(jù)總線連接。l與地址有關(guān)的信號與地址有關(guān)的信號:CS0、CS1、!CS2、!ADS。當(dāng)。當(dāng)CS0=CS1=1、!CS2=0時(shí)，時(shí)，16550可被可被CPU訪問，并由訪問，并由A2- A0選擇要訪問的寄存器。地址選通信號選擇要訪問的寄存器。地址選通信號!ADS為低電平時(shí)，鎖存為低電平時(shí)，鎖存三個(gè)片選信號以及三個(gè)片選信號以及A2- A0的輸入狀態(tài)。的輸入狀態(tài)。l讀寫控制信號讀寫控制信號。16550有兩對讀寫控制信號，兩對信號功能有兩對讀寫控制信號，兩對信號功能完全相同，只不過是信號電

53、平不同而已。完全相同，只不過是信號電平不同而已。RD、WR為高電平有為高電平有效，效，!RD、 !WR為低電平有效。為低電平有效。l中斷控制和復(fù)位信號中斷控制和復(fù)位信號。16550具有中斷控制和具有中斷控制和中斷優(yōu)先級處理能力，中斷優(yōu)先級處理能力，INTR引腳產(chǎn)生高電平引腳產(chǎn)生高電平有效地中斷請求信號。有效地中斷請求信號。PC中，使用中，使用OUT2來控來控制中斷請求信號制中斷請求信號INTR的輸出，而的輸出，而OUT1沒有使沒有使用。用。MR是復(fù)位信號，通常與系統(tǒng)是復(fù)位信號，通常與系統(tǒng)RESET信號信號連接，在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)對連接，在系統(tǒng)復(fù)位時(shí)對16550復(fù)位。復(fù)位。l時(shí)鐘信號時(shí)鐘信號。XIN和

54、和XOUT是是16550的主時(shí)鐘引腳，的主時(shí)鐘引腳，晶體振蕩器可連接在它們兩者之間，或者晶體振蕩器可連接在它們兩者之間，或者XIN與外部時(shí)鐘源連接。與外部時(shí)鐘源連接。BAUDOUT輸出是由發(fā)送輸出是由發(fā)送器的波特率發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號，它常與器的波特率發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號，它常與RCLK輸入連接，產(chǎn)生與發(fā)送器相等的接收器輸入連接，產(chǎn)生與發(fā)送器相等的接收器時(shí)鐘。時(shí)鐘。l與通信設(shè)備連接的信號與通信設(shè)備連接的信號。請求發(fā)送。請求發(fā)送RTS、允許、允許發(fā)送發(fā)送CTS、數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好、數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好DTR、數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)、數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好備好DSR、振鈴、振鈴RI、載波檢測、載波檢測DCD、串行數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)

55、信號信號RxD和和TxD。這些信號經(jīng)過。這些信號經(jīng)過EIA驅(qū)動器驅(qū)驅(qū)動器驅(qū)動后與動后與9腳腳D型連接器相連。型連接器相連。l數(shù)據(jù)就緒信號數(shù)據(jù)就緒信號。RxRDY和和 TxRDY是接收器和是接收器和發(fā)送器的就緒信號，常用于發(fā)送器的就緒信號，常用于DMA方式控制數(shù)據(jù)方式控制數(shù)據(jù)傳送。傳送。u16550內(nèi)部有內(nèi)部有12個(gè)個(gè)8位位寄存器寄存器，但是只有，但是只有8個(gè)端個(gè)端口地址口地址，用，用8個(gè)地址表示個(gè)地址表示12個(gè)寄存器，所采取個(gè)寄存器，所采取的措施如下：的措施如下：u發(fā)送保持寄存器發(fā)送保持寄存器THR 和和 接收數(shù)據(jù)寄存器接收數(shù)據(jù)寄存器RBR 共用共用一個(gè)地址，以一個(gè)地址，以讀寫信號來加以區(qū)分讀

56、寫信號來加以區(qū)分。u以讀方式訪問以讀方式訪問RBR， 以寫方式訪問以寫方式訪問THRu波特率除數(shù)寄存器的高字節(jié)波特率除數(shù)寄存器的高字節(jié)TLH與中斷允許寄存器與中斷允許寄存器IER使用相同的地址使用相同的地址; 波特率除數(shù)寄存器的低字節(jié)波特率除數(shù)寄存器的低字節(jié)TLL與接收數(shù)據(jù)寄存器與接收數(shù)據(jù)寄存器RBR和發(fā)送保持寄存器和發(fā)送保持寄存器THR使用相同的地址使用相同的地址，為了區(qū)分，借用線路控制寄存器，為了區(qū)分，借用線路控制寄存器LCR的最高位的最高位DLAB位位來區(qū)分來區(qū)分 16550內(nèi)部寄存器地址及其選擇方法內(nèi)部寄存器地址及其選擇方法DLABA2 A1 A0被訪問的寄存器被訪問的寄存器0000接

57、收數(shù)據(jù)寄存器接收數(shù)據(jù)寄存器RBR（讀讀）;發(fā)送保持寄存器發(fā)送保持寄存器THR（寫寫）0001中斷允許寄存器中斷允許寄存器IER1000波特率除數(shù)寄存器（低字節(jié)）波特率除數(shù)寄存器（低字節(jié)）1001波特率除數(shù)寄存器（高字節(jié)）波特率除數(shù)寄存器（高字節(jié)）X010中斷識別寄存器中斷識別寄存器IIR（只讀）（只讀）;FIFO控制器控制器FCR（只寫）（只寫）X011線路控制寄存器線路控制寄存器LCRX100MODEM控制寄存器控制寄存器MCRX101線路狀態(tài)寄存器線路狀態(tài)寄存器LSRX110MODEM狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器MSRX111暫存暫存表表 LCR格式格式D7D6D5D4D3D2D1D0DLABSB

58、SPEPSPENSTBWLS1WLS0除數(shù)寄存器除數(shù)寄存器訪問允許訪問允許中止中止設(shè)定設(shè)定附加奇偶附加奇偶標(biāo)志位選標(biāo)志位選擇擇奇偶奇偶校驗(yàn)校驗(yàn)選擇選擇奇偶奇偶校驗(yàn)校驗(yàn)允許允許停止位選擇停止位選擇字符長度選擇字符長度選擇1-允許允許0-禁止禁止1-中中止止0-正正常常1-附加附加1位位0-不附不附加加11-偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)01-奇校驗(yàn)奇校驗(yàn)X0-無校驗(yàn)無校驗(yàn)0-1位停止位停止位位1-1.5或或2位位停止位停止位根據(jù)根據(jù)D1 D0區(qū)區(qū)分分00-5位位01-6位位10-7位位11-8位位1，線路控制寄存器，線路控制寄存器（LCR：Line Control Register）用于指定異步串行通信的數(shù)據(jù)格式

59、用于指定異步串行通信的數(shù)據(jù)格式 2，線路狀態(tài)寄存器（，線路狀態(tài)寄存器（LSR：Line Status Register）：只讀存儲器，：只讀存儲器，用來向用來向CPU提供數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時(shí)的狀態(tài)。這些狀態(tài)可以被提供數(shù)據(jù)接收和發(fā)送時(shí)的狀態(tài)。這些狀態(tài)可以被CPU查查詢，也可以觸發(fā)中斷請求。詢，也可以觸發(fā)中斷請求。LSR格式格式D7D6D5D4D3D2D1D0ERTEMTTHREBIFEPEOEDR錯(cuò)誤錯(cuò)誤標(biāo)志標(biāo)志發(fā)送器發(fā)送器空空發(fā)送保發(fā)送保持寄存持寄存器器中止識別中止識別指示指示接收格式接收格式錯(cuò)錯(cuò)接收奇接收奇偶錯(cuò)偶錯(cuò)越限出越限出錯(cuò)錯(cuò)接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備準(zhǔn)備0- 無錯(cuò)無錯(cuò)誤誤1-FIFO至少至少有一

60、有一個(gè)錯(cuò)個(gè)錯(cuò)誤誤0-發(fā)發(fā)送器不送器不空空1-發(fā)發(fā)送器空送器空0-等等待發(fā)送待發(fā)送器器1-發(fā)發(fā)送器就送器就緒緒0- 無中無中止?fàn)顟B(tài)止?fàn)顟B(tài)1-進(jìn)入進(jìn)入中止?fàn)顟B(tài)中止?fàn)顟B(tài)0-正常正常1-出錯(cuò)出錯(cuò)0-正正常常1-出出錯(cuò)錯(cuò)0-正常正常1-出錯(cuò)出錯(cuò)0-數(shù)據(jù)未數(shù)據(jù)未準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好1-FIFO或接收緩或接收緩沖器中有沖器中有數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)u波特率除數(shù)寄存器分為波特率除數(shù)寄存器分為高字節(jié)寄存器高字節(jié)寄存器TLH和和低字節(jié)寄存器低字節(jié)寄存器TLLu該寄存器用于存放該寄存器用于存放除數(shù)寄存器值除數(shù)寄存器值，從而確定，從而確定波特率波特率。除數(shù)寄存器。除數(shù)寄存器值不同，則波特率不同。（分頻系數(shù)：在基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率的基礎(chǔ)上所值不同，