微型計算機原理與應(yīng)用第五章課件四(已修改)
2025-05-31 04:20 本頁面
【正文】 第 5章 4 串行通信接口 教學(xué)重點 : ? 串行通信接口基本概念 ? RS232C標(biāo)準(zhǔn) ? 8250的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和編程 ? 異步通信基本概念 串行通信基礎(chǔ) ? 串行通信 ：將數(shù)據(jù)分解成二進制位用一條信號線 ， 一位一位順序傳送的方式； ? 串行通信的優(yōu)勢 ：用于通信的線路少 ， 因而在遠距離通信時可以極大地降低成本； ? 串行通信適合于遠距離數(shù)據(jù)傳送 ， 也常用于速度要求不高的近距離數(shù)據(jù)傳送； ? PC系列機上有兩個串行異步通信接口 、 鍵盤 、 鼠標(biāo)器與主機間采用串行數(shù)據(jù)傳送 。 1. 異步通信 ? 收發(fā)雙方時鐘不統(tǒng)一； ? 串行通信時的 數(shù)據(jù) 、 控制 和 狀態(tài)信息 都使用 同一根信號線 傳送； ? 收發(fā)雙方必須遵守共同的 通信協(xié)議 （ 通信規(guī)程 ） ， 才能解決傳送速率 、 信息格式 、位同步 、 字符同步 、 數(shù)據(jù)校驗等問題； ? 串行異步通信 以字符為單位進行傳輸 ， 其通信協(xié)議是 起止式異步通信協(xié)議 。 起止式異步通信協(xié)議 起始位 —— 每個字符開始傳送的標(biāo)志 ，起始位采用邏輯 0電平 數(shù)據(jù)位 —— 數(shù)據(jù)位緊跟著起始位傳送 。由 5～ 8個二進制位組成 ， 低位先傳送 校驗位 —— 用于校驗是否傳送正確；可選擇奇檢驗 、 偶校驗或不傳送校驗位 停止位 —— 表示該字符傳送結(jié)束 。 停止位采用邏輯 1電平 ， 可選擇 2位 空閑位 —— 傳送字符之間的邏輯 1電平 ，表示沒有進行傳送 數(shù)據(jù)傳輸速率 ?比特率 數(shù)字信號的傳輸速率 ， 為 單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M制代碼的有效位 (bit)數(shù) ， 單位為每秒比特數(shù) bit/s(bps)、每秒千比特數(shù) (Kbps)或每秒兆比特數(shù) (Mbps)來表示 。 ?波特率 數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率 ， 為單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變次數(shù) ， 單位為波特 (Baud)。 ?波特率與比特率的關(guān)系： 比特率 =波特率 ?單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)的二進制位數(shù) 。 數(shù)據(jù)傳輸速率 ? 兩相調(diào)制 （ 單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng) 1個二進制位 )的比特率等于波特率；四相調(diào)制 (單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng) 2個二進制位 ） 的比特率為波特率的兩倍；八相調(diào)制 (單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng) 3個二進制位 )的比特率為波特率的三倍；依次類推； ? 常用的波特率： 50， 70， 110， 150， 300，600， 1200， 2400， 9600， 11200。 例題 異步傳輸 7位 ASCII碼 ， 如果需要數(shù)據(jù)傳輸速率為 240字符 /秒 ， 使用 1位奇偶校驗位和 1位停止位 ， 則： 1） 波特率應(yīng)該是多少 ？ 2） 有效數(shù)據(jù)位傳輸位是多少 ？ 3） 傳輸效率是多少 ？ 答 ： 1） 波特率是 (7位數(shù)據(jù)位 +1位起始位 +1位校驗位 +1位停止位 ) 240 =2400b/s 2） 有效數(shù)據(jù)位傳輸位是 ： 7 240=1680b/s 3） 傳輸效率是： 1680/2400=70% 2. 同步通信 ? 雙方對每一位的收發(fā)時序完全一致，統(tǒng)一時鐘； ? 以一個數(shù)據(jù)塊 （ 幀 ） 為傳輸單位 ， 每個數(shù)據(jù)塊附加 1個或 2個同步字符 ， 最后以校驗字符結(jié)束； ? 同步通信的數(shù)據(jù)傳輸效率和傳輸速率較高 ， 但硬件電路比較復(fù)雜； ? 串行同步通信主要應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中； ? 最常使用高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議 HDLC。 ~ ~ ~ ~ 同步字符 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 校驗字符 單工通信 —— 只能由一方發(fā)送 ， 例：廣播 半雙工通信 —— 某一時刻只能由一方發(fā)送 ， 例：對講機 全雙工通信 —— 雙方可同時傳輸 ， 例：電話 3. 傳輸模式 3. 傳輸模式 發(fā)送器 接收器 發(fā)送器 /接收器 發(fā)送器 /接收器 發(fā)送器 /接收器 發(fā)送器 /接收器 單工方式： 半雙工方式： 全雙工方式： A站 B站 ? 電話網(wǎng)絡(luò)－ 模擬信號 ， 計算機－ 數(shù)字信號 ； ? 遠距離通信時需要通過普通電話網(wǎng)絡(luò)傳輸； ? 數(shù)字信號 ：頻帶寬 ? 電話網(wǎng)絡(luò) ：頻帶窄 ? 要使數(shù)字信號在電話網(wǎng)絡(luò)上傳輸 ， 需要進行信號變換 — 把數(shù)字信號承載到模擬信號上傳輸 ， 這個模擬信號稱為 載波 信號 。 ? 調(diào)制 — 把數(shù)字信號承載到載波信號上； ? 解調(diào) — 從載波信號中恢復(fù)出數(shù)字信號； ? 調(diào)制解調(diào)器 ：實現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)的設(shè)備 。 4. 調(diào)制與解調(diào) 原因： 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)生嚴重畸變和失真。 解決： 發(fā)送方使用 調(diào)制器 （ Modulator），把要傳送的 數(shù)字信號 調(diào)制轉(zhuǎn)換為適合在線路上傳輸?shù)?音頻模擬信號 ；接收方則使用 解調(diào)器 （ Demodulator）從線路上測出這個模擬信號，并還原成數(shù)字信號。 4. 調(diào)制與解調(diào) 調(diào)制方法： 按照調(diào)制技術(shù)的不同分為調(diào)頻（ FM）、
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