接口技术课件
第四章 串行通信及接口
2011/10
东北大学 计算机系统研究所
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第四章 串行通信及接口4.1 串行通信的基本概念
4.2 串行通信标准4.4 可编程串行接口芯片-Ins 8250A
4.5 USB接口芯片CH375习 题
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4.1 串行通信的基本概念4.1.1 数字信号的并行传输和串行传输10100011 7 1 0 CP1 CP2 OUT XXXH,AL CPU 7 1 0
D0
IN AL,XXXHCPU D7 STR ACK
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4.1 串行通信的基本概念*全双工方式和半双工方式全双工方式：用不同的通路同时进行发送和接收； 半双工方式：输入和输出使用同一通路，或者发送或者接收。
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4.1 串行通信的基本概念4.1.2 串行通信的同步方式字符同步方式(异步同步方式，起止式同步方式):以 字符为单位进行传输，在发送每个字符之前发送一个 同步参考信号。 位同步方式：发送端对每位数据位都带有同步信息。可 以在发送数据的同时发送同步的时钟脉冲，也可以通 过编码将数据和时钟一起发送。
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4.1 串行通信的基本概念4.1.2 串行通信的同步方式字符同步方式(异步同步方式，起止式同步方式): 以字符为单位进行传输，在发送每个字符之前发送 一个同步参考信号。
起 始 位
5
8 个 字 符
奇 停 间 起 偶 止 隔 始 位 校 位 验 位
~
/
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4.1 串行通信的基本概念4.1.2 串行通信的同步方式
*异步通信：两个字符之间的传输间隔是任意的， 所以，每个字符的前后都要用一些数据位来 做分隔位；接收方和发送方时钟频率不必完 全一样，不超过一定允许范围即可； *同步通信：将许多字符组成一个信息组，这样 字符可以一个接一个传输，但是，在每组信 息(通常称为信息帧)的开始要加上同步字符， 在没有信息要传输时，要添上空字符，因为 同步方式不允许有间隙；一般将同步字符和 空字符用同一个代码。 *同步方式和异步方式比较： 同步方式的信息有效率高。 同步方式需传输时钟信号。
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4.1 串行通信的基本概念4.1.2 串行通信的同步方式发送时钟：发送端需要用时钟决定每一位对应 的时间长度，叫发送时钟； 接收时钟：接受端需要用时钟决定每一位对应 的时间长度，叫接收时钟；
上述两个时钟的频率可以是位传输率的16、32、 64倍，叫波特率因子；波特率：每秒钟所传输的数据位数叫波特率； 通用异步通信收发器(UART): universal asynchronous receiver and transmitter
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4.1 串行通信的基本概念4.1.2 串行通信的同步方式-举例例1、异步传输过程：设每个字符对应1个起始位、7 个信息位、1个奇偶校验位和1个停止位，如果波特 率为1200bps,那么，每秒钟能传输的最大字符数为 1200/10=120个。 例2 、同步传输：用1200bps的波特率工作，用4个同 步字符作为信息帧头部
,奇偶校验，那么，传输100 个字符所用的时间为8(100+4)/1200=0.6933s,这 就是说，每秒钟能传输的字符数可达到100/0.6933 =144个。 在同样的传输率下，同步传输时实际 字符传输率要比异步传输时高。
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4.1 串行通信的基本概念4.1.2 串行通信的同步方式位同步方式：发送端对每位数据位都带有同步信息。 可以在发送数据的同时发送同步的时钟脉冲，也可 以通过编码将数据和时钟一起发送。数据 7 1 0 7 1 0
时钟CP1 编码 7 1 0 CP 解码 7 1 0
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4.1 串行通信的基本概念4.1.3 数据编码技术
数字数据
曼彻斯特/差分~编码
数字传输调制解调 PCM
模拟数据
模拟传输调制解调(频分复用)
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4.1 串行通信的基本概念4.1.3 数据编码技术-数字数据的数字编码1 0不归零制编码 时钟 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码
1
1
0
0
1
0
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4.1 串行通信的基本概念4.1.3 数据编码技术-数字数据的模拟编码技术
0数据调幅 调频 调相
1
0
1
1
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第四章 串行通信及接口4.2 串行通信的基本概念
4.1 串行通信标准4.4 可编程串行接口芯片-Ins 8250A
4.5 USB接口芯片CH375习 题
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4.2 串行通信标准I4.2.1 RS-232-C接口标准DTE (Data Terminal Equipment) 是数据终端设备，是具有一定的数据处理能力和发送、接 收数据能力的设备。 DCE (Data Circuit-terminating Equipment) 是数据电路端接设备，它在 DTE 和传输线路 之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建 立、保持和释放数据链路的连接。
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4.2 串行通信标准I4.2.1 RS-232-C接口标准
机械特性：DB25型，25Pin,DTE端为插针，DCE端为插孔。
电气特性：逻辑1输出为-5V~-15V,逻辑0输出为+5V~+ 15V,逻辑1接收为-3V~-25V, 逻辑0接收为+3V~+25V。输入输出均需要电
平转换电路(如MC1488/1489)。
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4.2 串行通信标准I4.2.1 RS-232-C接口标准
功能特性：主要引脚的作用，TD/RD为发送/接收数据，DTR/DSR为数据终端准备好/数 据设备准备好，RTS/CTS为请求/允许发送， RI/CD为振铃指示/载波检测(用于MODEM)。
规程特性：DTE置DTR为ON,DCE置DSR为ON(建立连接),DTE要发送数据时置RTS,DCE置CTS,则DTE可通过TD/RD发送/接收
数据。结束时拆除连接，即DTE将DTR置OFF, DCE将DSR置OFF(简化)。
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4.2 串行通信标准I4.2.1 RS-232-C接口标准用户环境 信号线与控制线 信号线与控制线 用户环境 DTE DCE
DTE 串行比特传输 DCE
通信设施 用户设施通信环境
用户设施
DTE 通过 DCE与通信传输线路相连
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4.2 串行通信标准I4.2.1 RS-232-C接口标准DTE (1) 保护地 (2) 发送数据TxD (3) 接收数据RxD (4) 请求发送RTS (5) 允许发送CTS (6) DCE 就绪DSR (7) 信号地 (8) 载波检测CD (20) DTE 就绪DTR (22) 振铃指示RI DCE