微機原理與接口技術10

1、第第1010章：章：串行通信串行通信4串行通信基礎串行通信基礎4串行異步通信接口芯片串行異步通信接口芯片825082504串行通信程序設計串行通信程序設計4串行通信接口芯片串行通信接口芯片8251A8251A4串行通信的特點串行通信的特點 同步異步通信的特點、異步通信的幀同步異步通信的特點、異步通信的幀格式、波特率、串行數據傳輸方式格式、波特率、串行數據傳輸方式48251A8251A的特點的特點 本章重點本章重點4并行通信并行通信 多位二進制數據可以同時傳輸；多位二進制數據可以同時傳輸； 提高數據傳輸的效率；提高數據傳輸的效率； 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 在單根導線上將二進制數一位一位順序傳送；在單根導線上將二進制數一位一位順序傳送； 傳輸線少，成本低，傳輸距離遠。傳輸線少，成本低，傳輸距離遠。通信基本方式通信基本方式 所有串行通信都需要一個時鐘信號所有串行通信都需要一個時鐘信號來作為數據的定時參考。發(fā)送器和接收來作為數據的定時參考。發(fā)送器和接收器用時鐘來決定何時發(fā)送和讀取每一個器用時鐘來決定何時發(fā)送和讀取每一個數據位。數據位。 根據傳輸時采用的是統(tǒng)一時鐘還是根據傳輸時采用的是統(tǒng)一時鐘還是本地局部時鐘，分：本地局部時鐘，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幀一個幀0/1

3、奇偶奇偶校驗校驗起始位起始位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據有效數據 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”； 兩個字符間的傳輸間隔是任意的；兩個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幀錯誤幀錯誤 停止位停止位發(fā)生錯誤發(fā)生錯誤4校驗錯校驗錯 校驗位校驗位發(fā)生錯誤發(fā)生錯誤4溢出錯溢出錯 前一字符還未取走，后一字符已經到來。前一字符還未取走，后一字符已經到來。異

4、步通信常見錯誤異步通信常見錯誤同步通信同步通信同步字符同步字符數數 據據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數 據據CRC1CRC2（雙同步）（雙同步）一幀一幀 以以“數據塊數據塊”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信息組（稱為幀），字符將許多字符組成一個信息組（稱為幀），字符一個接一個地傳輸，在每幀的開始處加上同步字一個接一個地傳輸，在每幀的開始處加上同步字符，沒有信息傳輸時，填上空字符，同步傳輸不符，沒有信息傳輸時，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 。 需使用同一時鐘作為發(fā)送接收設備的同步信號。需使用同一時鐘作為發(fā)送接收設備的同步信號。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據流中，在通信的數據流中，字符間字符間異步異步，字符內各位間同步。，字符內各位間同步。使用多個時鐘。使用多個時鐘。在通信的數據流中，字符在通信的數據流中，字符與字符之間以及字符內部與字符之間以及字符內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。需使用一個時鐘。同步。需使用一個時鐘。信息傳送單位信息傳送單位（1幀數據）幀數據）為為1個字符個字符，即，即1幀數據中只幀數據中只包括包括1個字符的有效數據。個字符

6、的有效數據。字符與字符之間通信沒有嚴字符與字符之間通信沒有嚴格定時要求。格定時要求。信息傳送單位信息傳送單位（1幀數據）幀數據）為數據塊（字符塊）為數據塊（字符塊），即，即1幀數據中包括幀數據中包括1個或多個字個或多個字符的有效數據。符的有效數據。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：對講機如：對講機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 通信雙方對數據傳送控制的一種約定。通信雙方對數據傳送控制的

7、一種約定。4約定中包括對數據格式、同步方式、傳約定中包括對數據格式、同步方式、傳送速率、傳送步驟、檢糾錯方式以及控送速率、傳送步驟、檢糾錯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。代碼的位數。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。波特率與時鐘頻率波特率與時鐘頻率4同步通信同步通信 收收/發(fā)時鐘頻率發(fā)時鐘頻率=波特率波特率4異步通信異步通信 收收/發(fā)時鐘頻率發(fā)時鐘頻率=n*波特率波特率 （n為波特率系數，取為波特率系數，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個個起始位、奇校驗、起始位、奇校驗、8位數據位、位數據位、1個停止位組成，波特率個停止位組成，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？）該系統(tǒng)每分鐘發(fā)送字符多少個？（2）若波特率因子為）若波特率因子為16，求發(fā)送的時鐘頻率？，求發(fā)送的時鐘頻率？接口標準：接口標準

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：負邏輯負邏輯 “1”：3V 15V “0”： +3V +15V4TTL電平：電平：正邏輯正邏輯 “1”：3.6V 5V “0”： 0V 2.4V4電平轉換電平轉換: TTL RS232: MC1488 RS232 TTL : MC14894調制調制：將數字信號轉換為模擬信號將數字信號轉換為模擬信號4解調：解調：將模擬信號轉換成數字信號將模擬信號轉換成數字信號4調制解調器調制解調器（MODEMMODEM）：既調制，又解調既調制，又解調4方法：方法： 根據載波根據載波 Acos( t

10、 + )的三個參數：的三個參數：幅度、頻幅度、頻率、相位率、相位，產生常用的三種調制技術：，產生常用的三種調制技術：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)信號的調制解調信號的調制解調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。4兩個命令字：兩個命令字：方式選擇命令字、工作命令字方式選擇命令字、工作命令字 一個一

11、個狀態(tài)字狀態(tài)字4方式選擇命令字僅僅對方式選擇命令字僅僅對8251A8251A的工作方式做了的工作方式做了規(guī)定，并不能使其啟動工作。因此在方式選擇規(guī)定，并不能使其啟動工作。因此在方式選擇命令字后必須寫入一個工作命令字，以便接收命令字后必須寫入一個工作命令字，以便接收和發(fā)送數據。和發(fā)送數據。4兩個命令字在對兩個命令字在對8251A8251A初始化編程時必須完成，初始化編程時必須完成，否則芯片將不工作。否則芯片將不工作。4兩個命令字都寫入同一控制口，無特征位，所兩個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數據長度數據長度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：時：00：不確定不確定01：1個停止位個停止位10：1.5個個11：2個停止位個停止位奇偶校驗奇偶校驗0：無無01：奇校驗奇校驗11：偶校驗偶校驗例：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個起個起始位、奇校驗、始位、奇校驗、8位數據位、位數據位、1個停止位組成，波特率為個停止位組成，波特率為2200，時鐘頻率為，時鐘

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初始化是在芯片復位的前提下進行的，所以需先初始化是在芯片復位的前提下進行的，所以需先向控制口寫入向控制口寫入40H40H，令，令8251A8251A復位。復位。4初始化寫工作命令字時，一般定工作命令字為：初始化寫工作命令字時，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：錯誤標志錯誤標志 復位復位1：復位復位數

14、據終端數據終端是否準備好是否準備好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)送請求發(fā)送請求1：搜索同步字符搜索同步字符只用于內同步只用于內同步狀態(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)送準備好準備好TXRDYRXRDYOEPEFESYNDETDSR發(fā)送器空發(fā)送器空溢出錯溢出錯同步檢測同步檢測接收接收準備好準備好奇偶錯奇偶錯格式錯格式錯TXE數據設備數據設備準備好準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個個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延時延時（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位令芯片復位返回空閑狀返回空閑狀態(tài)態(tài)等待內部狀等待內部狀態(tài)轉換完畢態(tài)轉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際控制實際操作操作8251A8251A舉例舉例舉例舉例4工作命令字：要求首先復位所有出錯標志，請求發(fā)送/RTS有效，數據終端就緒/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外同外同步步內部內部復位復位RTS有效有效復位復位出錯出錯標志標志不發(fā)不發(fā)連續(xù)連續(xù)空號空號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，奇地址實際上是，奇地址實際上是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？接收數據接收數據數據出錯？數據出錯？讀狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)寄存器數據接收完？數據接收完？錯誤處理錯誤處理讀狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)寄存器TxRDY=1？發(fā)送結束符發(fā)送結束符結束結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