文档介绍：第8章串行通信和串行接口
串行通信基本概念
串行通信协议
串行接口标准
可编程串行接口8251A
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西南交通大学计算机与通信工程学院
串行通信基本概念
串行通信
数据传送方式
波特率和收/发时钟
信号调制与解调
差错控制
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串行通信
串行通信:数据通过一条数据线,一位一位地传输,通常是先传数据的低位,再传高位,每1位数据都占据一个固定的时间长度。
并行通信:8位或16位数据通过多条数据线同时传送
计算机
计算机
或外设
并行通信
计算机
计算机
或外设
串行通信
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串行通信与并行通信比较:
串行通信
并行通信
通信距离
适于远距离传输(几米到几公里)
适于近距离传输(一般<30米)
通信速率
长距离通信时速率高
短距离通信时速率高
抗干扰性
强
弱
转换
需要并/串转换和串/并转换
(通过移位寄存器或软件实现)
不需要转换
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按照数据流的方向,串行通信分成三种方式:
单工:只能单方向传送信息。如键盘与主机之间。
半双工:可以双向传送信息;由于通过同一个通道传送信息,所以同一时刻只能单向传送;
全双工:采用两条通道,可以同时发送和接收信息。如计算机之间的通信。
T
R
(a)单工
T
R
(a)全双工
R
T
T
T
(a)半双工
R
R
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波特率和收/发时钟
波特率:
是衡量数据在线路上传输速率的单位。
指每秒钟传输的二进制位数,以位/秒(b/s)表示。也称为数据位率(b/s)。
位周期:数据传输速率的另一种表示,它是波特率的倒数。
国际上规定了一个标准波特率系列:300、600、1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400、57600和115200。(单位:b/s)
收/发时钟:
收/发时钟指串行接口内时钟频率(串行接口内时钟频率与数据传输速率不同)。
收/发时钟频率= n波特率
(n—波特率系数,一般取1、16、32和64)
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信号调制解调
计算机之间通信是数字通信,传送的是数字信号,在串行通信的数据线上表现为方波。为了使数据在传送中不产生畸变,要求传输线具有很宽的频带。
当利用电话线远距离通信时,不可能有这样宽的频带。若直接用数字信号通信,经过长距离传输,信号必将畸变,以至于接收方无法正确识别,因此需要把数字信号转换为模拟信号。
将数字信号转换为模拟信号的方法称为调制(Modulate)。接收方收到这个模拟信号后,再把它转换成数字信号,称为解调(Demodulate)。进行调制和解调的设备称为调制解调器,又称为MODEM,它既可以实现调制,又可以实现解调。
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调制方式分为三种:
调幅ASK(Amplitude Shift Keying):用两种振幅来代表0、1
调频FSK(Frequency Shift Keying):用两个固定频率来表示0、1
调相PSK(Phase Shift Keying):用频率振幅相同但相位不同的两个信号来表示0、1
调制和解调示意图
电话线
计算机
MODEM
MODEM
计算机
或外设
(DCE)
(DTE)
(DTE)
(DCE)
数字信号
数字信号
RS-232C接口
RS-232C接口
信号地
信号地
模拟信号
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
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数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)
DTE (Data Terminal Equipment) :指使用数据的设备,可以是计算机或外设,它负责对数据通信进行控制,包括数据收/发、差错控制、同步和识别通信站点等。
DCE (munication Equipment):指数据通信设备,一般是MODEM,或其它一些通信外设。它负责在实际的数据链路上进行通信控制,包括链路的建立、维持、终止、数据信号变换与编码等。
DTE之间的通信:近距离通信时可以直接互连;远距离通信时通常要通过DCE的连接来实现。
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差错控制
数据通信中,由于系统软/硬件故障或外界干扰,数据传送过程中将会出现错误,因而接收方必须进行错误检测和纠正。
误码率:
定义:数据经传输后