[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]第六章 串行通信接口-文庫吧
2025-01-04 10:25 本頁面
【正文】 的檢測(cè)手段，設(shè)備較復(fù)雜。 ? 在同步傳送時(shí)，無論接收或發(fā)送，都要求統(tǒng)一時(shí)鐘．即時(shí)鐘頻率和波特率一致。為了保證接收正確無誤，發(fā)送方除了傳送數(shù)據(jù)外，還要把時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)傳送出去。 ? 同步傳送的優(yōu)點(diǎn)是傳送速率較高，可達(dá) 56K波特或更高。 2 串行通信的制式 按照數(shù)據(jù)流的方式可分為單工、半雙工和全雙工三種基本傳送方式 單工傳送方式 在接收器和發(fā)送器之間只有一條傳輸線，只能進(jìn)行單一方向的傳輸 發(fā)送器 接收器 數(shù)據(jù)流 半雙工傳送方式 當(dāng)使用同一根傳輸線既作輸入又作輸出時(shí)，雖然數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上傳送，但通信雙方不能同時(shí)進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù) 發(fā)送器 接收器 數(shù)據(jù)流 全雙工傳送方式 當(dāng)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送時(shí)，通信雙方都能在同一刻時(shí)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù) 發(fā)送器 接收器 數(shù)據(jù)流 示例 3 串行通信的調(diào)制解調(diào) ? 調(diào)制（ Modulating） ? 把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為電話線路傳送的模擬信號(hào) ? 解調(diào)（ Demodulating） ? 將電話線路的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) ? 調(diào)制解調(diào)器 MODEM ? 具有調(diào)制和解調(diào)功能的器件合制在一個(gè)裝置 示例 數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE—— 數(shù)據(jù)源和目的地 數(shù)據(jù)通信設(shè)備 DCE—— 使數(shù)據(jù)符合線路要求 4 串行口的基本功能和硬件支持 異步串行通信接口 也稱為通用異步接受器 /發(fā)送器 UART。 硬件由 3部分組成：接收部分、發(fā)送部分和控制部分 2）錯(cuò)誤校驗(yàn) ? 奇偶校驗(yàn)是最常用的一種校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送錯(cuò)誤的方法。 ? UART常設(shè)置 3種出錯(cuò)標(biāo)志： ? ①奇偶校驗(yàn)錯(cuò)：接收方式在進(jìn)行奇偶校驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，即“ 1”的個(gè)數(shù)不符合規(guī)定，則為奇偶校驗(yàn)錯(cuò)； ? ②幀格式錯(cuò)：接收方在收到字符時(shí)發(fā)現(xiàn)字符格式不符合規(guī)定，如缺少停止位，則說明幀格式出錯(cuò)。 ? ③溢出錯(cuò)：接收方在接收數(shù)據(jù)時(shí)，要將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)供 CPU讀取。若接收方已經(jīng)接收了第二個(gè)字符，但 CPU還沒有將前一個(gè)字符取走，于是出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，這就是溢出錯(cuò)。 2 同步串行接口 組成 ? FIFO(先入先出緩沖器 )： 它是由多個(gè)寄存器組成的，因此發(fā)送時(shí)， cPu一次可以將幾個(gè)字符預(yù)先裝入。接收時(shí)，允許 cPu— 次連續(xù)取出幾個(gè)字符。 ? 輸出移位寄存器 ：它從發(fā)送 FIFO取得并行數(shù)據(jù)，以發(fā)送時(shí)鐘的速率串行發(fā)送數(shù)據(jù)信息。 ? 輸入移位寄存器 ：它從串行輸入線上以時(shí)鐘分離器提取出來的時(shí)鐘速率接收串行數(shù)據(jù)流，每接收完 — ’ 個(gè)字符數(shù)據(jù)將其送往接收 FIFO。 ? CRC發(fā)生器 ：它從發(fā)送數(shù)據(jù)流信息中獲得 CRC校驗(yàn)碼。 ? CRC校驗(yàn)器 ：它從接收數(shù)據(jù)流信息中提取 cRc校驗(yàn)碼，并與接收到的校驗(yàn)碼相比較。 ? 總線緩沖器 ：它是 CPU與 FIFO(發(fā)送和接收 )交換數(shù)據(jù)的雙向緩沖器，用來傳送 cPu對(duì)端口的控制信息和端口返回給 cPu的狀態(tài)信息。 ? 時(shí)鐘分離器和鎖相環(huán) ：用來從串行輸入數(shù)據(jù)中提取時(shí)鐘信號(hào)以保證接收時(shí)鐘與發(fā)送時(shí)鐘的同頻同相。 2 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) ? RS232C接口標(biāo)準(zhǔn) ? 美國電子工業(yè)協(xié)會(huì) EIA制定的 通用標(biāo)準(zhǔn)串行接口 ? 1962年公布， 1969年修訂 ? 1987年 1月正式改名為 EIA232D ? 設(shè)計(jì)目的是用于連接調(diào)制解調(diào)器 ? 現(xiàn)已成為數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE（例如計(jì)算機(jī)）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備 DCE（例如調(diào)制解調(diào)器）的標(biāo)準(zhǔn)接口 ? 可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，也可近距離連接兩臺(tái)微機(jī) ? 屬于網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)中的最低層：物理層 RS232C的電氣特性 ? 232C接口采用 EIA電平 ? 高電平為＋ 3V～＋ 15V ? 低電平為－ 3V～－ 15V ? 實(shí)際常用 177。 12V或 177。 15V ? 標(biāo)準(zhǔn) TTL電平 ? 高電平：＋ ～＋ 5V ? 低電平： 0V～ 相互轉(zhuǎn)換 （ 1）連接器（ Connector） 常用二種： ① DB25型， 25腳，只用9個(gè)信號(hào)（ 2個(gè)數(shù)據(jù)線， 6個(gè)控制線， 1個(gè)地址），如圖所示。 1 2 3 4 DB25型連接器 5 6 7 8 9 11 13 25 22 20 18 14 DCD GND DSR CTS RTS RXD TXD ② DB9型 9針， 9針全用，如下圖。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 DSR RTS CTS RI DCD RXD TXD DTR GND DB9型連接器 主要引腳的功能 ? TxD 2：發(fā)送數(shù)據(jù) ? 串行數(shù)據(jù)的發(fā)送端 ? RxD 3：接收數(shù)據(jù) ? 串行數(shù)據(jù)的接收端 ? RTS 4：請(qǐng)求發(fā)送 ? 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)出有效的 RTS信號(hào)，用于通知數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù) ? CTS 5：清除發(fā)送（允許發(fā)送） ? 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 CTS有效信號(hào)來響應(yīng) RTS信號(hào) ? RTS和 CTS是數(shù)據(jù)終端設(shè)備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備間一對(duì)用于數(shù)據(jù)發(fā)送的聯(lián)絡(luò)信號(hào) RS232C標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)線說明 “發(fā)送 ” 和 “ 接收 ” 都是站在 DTE立場(chǎng)上 ? DSR 6:數(shù)傳機(jī)就緒 ? 表明 Modem處于可使用的狀態(tài) ? SG 7：信號(hào)地 ? 為所有的信號(hào)提供一個(gè)公共的參考電平 ? DCD 8：數(shù)據(jù)載體檢出 ? 當(dāng)本地調(diào)制解調(diào)器接收到來自對(duì)方的載波信號(hào)時(shí)，該引腳向數(shù)據(jù)終端設(shè)備提供有效信號(hào) ? DTR 20：數(shù)據(jù)終端就緒 ? 數(shù)據(jù)終端可使用。 ? RI 22：振鈴指示 ? 當(dāng)調(diào)制解調(diào)器接收到對(duì)方的撥號(hào)信號(hào)期間，該引腳信號(hào)作為電話鈴響的指示、保持有效 RS232C總線接口的常用接法 ? 微機(jī)利用 232C接口 直接連接 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)制解調(diào)器（ Null Modem）連接 ? 微機(jī)利用 232C接口 連接調(diào)制解調(diào)器 ，用于實(shí)現(xiàn)通過電話線路的遠(yuǎn)距離通信 不使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)的 3線相連方式 微機(jī) A TxD RxD GND 微機(jī) B 為了交換信息， TxD和 RxD應(yīng)當(dāng)交叉連接 程序中不必使 RTS和 DTR有效 也不應(yīng)檢測(cè) CTS和 DSR是否有效 RxD TxD 1）近距離通信的連
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