微机原理-第9章2(串行接口)课件.ppt

1、1第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口(串行接口部分串行接口部分)9.4 9.4 串行接口的基本概念串行接口的基本概念9.5 9.5 异步串行通信接口标准异步串行通信接口标准RS-232CRS-232C9.6 9.6 可编程串行接口芯片可编程串行接口芯片INS 8250INS 82502第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_1_19.4 9.4 串行接口的基本概念串行接口的基本概念 所谓串行通信是指外设和计算机之间在所谓串行通信是指外设和计算机之间在单根数据单根数据 信号线信号线上一位接一位地传输数据，每一位数据都占上一位接一位地传输数据，每

2、一位数据都占 据一个固定的时间长度（据一个固定的时间长度（T T）。）。D D1 1D D0 0D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D D7 7T T0 00 00 01 11 10 01 11 1数据流数据流“串行串行”是指是指外设与接口外设与接口电路之间的信息传送方电路之间的信息传送方式，式，CPUCPU与串行接口之间仍按并行方式工作。与串行接口之间仍按并行方式工作。3第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_2_21 1、串行数据传送方式、串行数据传送方式发送器发送器接收器接收器数据数据单工单工(Simplex)(Simplex)

3、方式：方式：只允许数据按照一个固定只允许数据按照一个固定的方向传送。的方向传送。收发器收发器收发器收发器数据数据半双工半双工(Half-duplex)(Half-duplex)方式：方式：只用只用1 1根数据线传送数据信根数据线传送数据信号，通信双方不能在两个方号，通信双方不能在两个方向上同时传送。向上同时传送。收发器收发器收发器收发器数据数据数据数据全双工全双工(Full-duplex)(Full-duplex)方式：方式：通信双方能同时进行发送通信双方能同时进行发送和接收操作。和接收操作。4第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_3_32 2、波特率和收

4、、波特率和收/发时钟发时钟 波特率波特率 在计算机串行通信中，用在计算机串行通信中，用波特率波特率(数据位率数据位率)来描述来描述 数据的传输速率。波特率是指每秒钟传送二进制数据数据的传输速率。波特率是指每秒钟传送二进制数据 的位数，以的位数，以位位/秒秒为单位，简写为为单位，简写为bpsbps。如图示：。如图示：国际上规定了一个标准波特率系列：国际上规定了一个标准波特率系列：5050、110110、300300、600600、12001200、18001800、24002400、48004800、96009600、19.2K19.2K、56K56K、115.2Kbps115.2Kbps等。等

5、。D D1 1D D0 0D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D D7 7T T0 00 00 01 11 10 01 11 1数据流数据流波特率波特率1/1/T T位周期位周期5第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_4_4 收收/发时钟发时钟 在串行通信中，发送与接收都必须有时钟脉冲信在串行通信中，发送与接收都必须有时钟脉冲信 号对传送的数据进行号对传送的数据进行定位和同步控制定位和同步控制。如图示：。如图示：发送缓存器发送缓存器并并串移位寄存器串移位寄存器发送数据发送数据发送发送时钟时钟接收缓存器接收缓存器串串并移位寄存器并移位

6、寄存器接收数据接收数据接收接收时钟时钟通信通信线路线路串行通信简单原理图串行通信简单原理图发送端发送端接收端接收端6第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_5_5 收收/发时钟频率发时钟频率通常是通常是波特率波特率的整数倍的整数倍(称为称为波特率因波特率因子子n n)，二者之间的关系如下：，二者之间的关系如下：收收/发时钟频率发时钟频率 =n n波特率波特率 (n n取取1 1、1616、3232、6464等等)异步通信：异步通信：n n1616；同步通信：同步通信：n=1n=1。时钟时钟（RCLKRCLK）数据线数据线（SINSIN）起始位起始位(16t)

7、(16t)t t16t16t8t8tt t为时钟周期，表明为时钟周期，表明1616个时钟脉冲传送个时钟脉冲传送1 1位数据。位数据。例如例如：波特率：波特率=9600bps=9600bps，波特率因子，波特率因子n=16n=16，如图示：，如图示：7第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_6_63 3、信号的调制和解调、信号的调制和解调 之前提及的串行通信都是之前提及的串行通信都是针对数字信号针对数字信号的，数字的，数字 信号的频带宽，而普通通信线路频带较窄，如电话信号的频带宽，而普通通信线路频带较窄，如电话 线频带范围仅线频带范围仅3003003000Hz

8、3000Hz。大多数情况下大多数情况下(支持双工方式支持双工方式)，将调制器和解调，将调制器和解调器整合在一个装置中，称为调制解调器：器整合在一个装置中，称为调制解调器：Modem Modem。故采用普通通信线路进行远程数据通信时，需要故采用普通通信线路进行远程数据通信时，需要在发送端用在发送端用调制器（调制器（ModulatorModulator）把数字信号转换为把数字信号转换为模拟信号，模拟信号经通信线路传送到接收方；接模拟信号，模拟信号经通信线路传送到接收方；接收方再以收方再以解调器（解调器（DemodulatorDemodulator）把模拟信号还原成把模拟信号还原成数字信号。数字信号

9、。8第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_7_7远程通信示意图远程通信示意图:计计算算机机(1)(1)串串行行接接口口M MO OD DE EM M计计算算机机(2)(2)串串行行接接口口M MO OD DE EM M电话线电话线音频模拟信号音频模拟信号控制控制控制控制收收收收发发发发另另一一种种示示意意方方法法DTE(DataDTE(Data Terminal Equipment):Terminal Equipment):数据终端设备数据终端设备(接收和发送接收和发送),),微机串行通信接口电路，如微机串行通信接口电路，如INS 8250INS 8250

10、、INS 16550AINS 16550A等。等。DCE(DataDCE(Data Communication Equipment):Communication Equipment):数据通信设备数据通信设备(传输传输)。9第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_8_8调调制制方方法法调频调频(FM)(FM)：频移键控频移键控FSK(FrequencyFSK(Frequency Shift Keying)Shift Keying)法法调幅调幅(AM)(AM)：幅移键控幅移键控ASK(AmplitudeASK(Amplitude Shift Keying)Sh

11、ift Keying)法法调相调相(PM)(PM)：相移键控相移键控PSK(PhasePSK(Phase Shift Keying)Shift Keying)法法 按待传输的按待传输的数字信号的变化规律数字信号的变化规律去改变去改变载波载波(音频模拟信号音频模拟信号)的的频率频率f f、幅度幅度A A或或相位相位。如下图所示：。如下图所示：10第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_9_9用得最多的是用得最多的是调频方法调频方法，频移键控调制频移键控调制原理示意图原理示意图:1 10 01 10 01 1f1f2-+0 01 11 10 01 1数字信号数字

12、信号电子开关电子开关1 1电子开关电子开关2 2音音频频信信号号输出输出运放运放数字信号为数字信号为1 1时，电子开关时，电子开关1 1导通，输出导通，输出f f1 1音频信号；音频信号；数字信号为数字信号为0 0时，电子开关时，电子开关2 2导通，输出导通，输出f f2 2音频信号；音频信号；传输距离：普通电话线，不失真传输传输距离：普通电话线，不失真传输500m500m左右；左右；同轴电缆，可达同轴电缆，可达1.51.52Km2Km以上。以上。11第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_10_104 4、数据传输的检错和纠错、数据传输的检错和纠错 串行数

13、据在传输过程中，由于硬件、软件故障或外串行数据在传输过程中，由于硬件、软件故障或外 界电磁干扰，可能引起数据传输错误。界电磁干扰，可能引起数据传输错误。误码率误码率：衡量传输错误的指标，即数据传输后衡量传输错误的指标，即数据传输后出错的位数出错的位数与与 总传输位数之比总传输位数之比(计算机通信中要求计算机通信中要求1010-6-6数量级数量级)。具体方法：具体方法：奇偶校验、循环冗余码校验奇偶校验、循环冗余码校验(CRC)(CRC)、海明码校验等。、海明码校验等。最简单、常用的检错方法是奇偶校验。最简单、常用的检错方法是奇偶校验。检错、纠错方法很多，都以增加冗余信息为代价。检错、纠错方法很多

14、，都以增加冗余信息为代价。检错：检错：如何发现传输中的错误如何发现传输中的错误；纠错：纠错：发现错误后，如何消除错误发现错误后，如何消除错误。差错控制差错控制 (编码编码)控制方式控制方式自动重发请求自动重发请求ARQARQ(Automatic Repeat reQuest(Automatic Repeat reQuest)接收方检测到接收数据有错，请求发送方重发。接收方检测到接收数据有错，请求发送方重发。前向纠错前向纠错FECFEC(Forword(Forword Error Correction)Error Correction)接收方可检错也可纠错，不需向发送方反馈信息。接收方可检错也可

15、纠错，不需向发送方反馈信息。12第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_11_115 5、串行通信的基本方式、串行通信的基本方式 串行通信分为两种基本方式：串行通信分为两种基本方式：异步通信异步通信、同步通信同步通信u异步通信异步通信 收、发端时钟为各自独立的同频时钟。收、发端时钟为各自独立的同频时钟。以以字符为单位字符为单位一个一个地传输，每个字符中一位一个一个地传输，每个字符中一位 接着一位地传输。接着一位地传输。传输一个字符时，以传输一个字符时，以起始位起始位开始，然后传输字符开始，然后传输字符 数据位、校验位，以停止位结束该字符的传输。数据位、校验位

16、，以停止位结束该字符的传输。一次传输的起始位、字符数据位、校验位、停止一次传输的起始位、字符数据位、校验位、停止 位构成一组完整的信息，称为位构成一组完整的信息，称为帧帧（FrameFrame）。）。帧与帧之间可以有任意个空闲位。帧与帧之间可以有任意个空闲位。13第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_12_12异步通信的帧格式异步通信的帧格式 起始位起始位“0”0”和和停止位停止位“1”1”分别表示一帧信分别表示一帧信息即息即 一个字符信息传输的开始和结束；一个字符信息传输的开始和结束；从从“1”(1”(停止位停止位/空闲位空闲位)到到“0 0”的负跳变的

17、负跳变标志标志一帧开始的基准时刻；一帧开始的基准时刻；数据位数据位低位在前，高位在后。低位在前，高位在后。0/10/10/1 0/10/1 0/10/1LSBLSB01011MSBMSB第第n n个字符个字符(7(71212位位)：一帧一帧第第n+1n+1个字符个字符5 58 8位数据位位数据位起起始始位位空空闲闲位位停止位停止位(1,1.5(1,1.5 或或2 2位位奇偶奇偶校验校验位位(可省略可省略)起起始始位位14第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_13_13用用1616倍波特率的接收时钟控制采样过程示意图：倍波特率的接收时钟控制采样过程示意图：起

18、始位起始位“0”0”0/10/1位位1 1位位2 2传送数据传送数据采样时钟采样时钟检测到起始检测到起始位的前沿位的前沿确定已检测确定已检测到起始位到起始位数据位数据位采样时钟采样时钟位中心点位中心点采样采样举例：举例：传送传送8 8位字符数据位字符数据45H(45H(01000101B01000101B),),奇校验，奇校验，1 1个停止个停止 位，则信号线上的波形为：位，则信号线上的波形为：从起始位前沿开始，连续采样从起始位前沿开始，连续采样8 8个个0 0，可确定为一帧的起始位。，可确定为一帧的起始位。D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D

19、 D7 7起起始始位位校校验验位位停停止止位位空闲位空闲位空闲位空闲位下一帧下一帧1 10 01 10 00 00 01 10 00 08 8位字符数据位字符数据15第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口基本概念串口基本概念_14_14u同步通信同步通信 在在异步通信异步通信中，依靠中，依靠起始位起始位和和停止位停止位实现了收发双方实现了收发双方的协调操作，但是占用了额外时间。的协调操作，但是占用了额外时间。同步字符同步字符1 1 同步字符同步字符2 2 字符字符1 1 字符字符2 2 字符字符n n 校验字符校验字符数据块数据块一帧信息一帧信息同步通信的速度高于异步，通常为几

20、十至几百千波特。同步通信的速度高于异步，通常为几十至几百千波特。但要求有时钟来实现收发双方的同步，硬件复杂。但要求有时钟来实现收发双方的同步，硬件复杂。具体做法：具体做法：数据块包含多个字符，在每个数块据的前数据块包含多个字符，在每个数块据的前端加端加同步字符同步字符、后端增加、后端增加校验字符校验字符，构成一个信息帧。，构成一个信息帧。在在同步通信同步通信中，采用中，采用同步字符加数据块同步字符加数据块的方法的方法，完成，完成收发双方的同步传送。收发双方的同步传送。收、发端必须采用同一时钟收、发端必须采用同一时钟。16第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-2

21、32CRS-232C9.5 9.5 异步串行通信接口标准异步串行通信接口标准RS-232CRS-232CPCPC机上的机上的COM1COM1、COM2COM2接口，就是接口，就是RS-232CRS-232C接口。接口。计算机通信中使用最普遍的是计算机通信中使用最普遍的是EIA RS-232CEIA RS-232C标准。标准。EIA(ElectronicEIA(Electronic Industrial Associate)Industrial Associate)RS(RecommentedRS(Recommented Standard)Standard)在串行通信中，数据终端设备在串行通信中

22、，数据终端设备DTE(DTE(如微机中的串行如微机中的串行接口电路接口电路)和数据通信设备和数据通信设备DCE(DCE(如如MODEMMODEM、数传机、数传机)之间之间的连接要符合接口标准。（的连接要符合接口标准。（DTEDTE与与DCEDCE之间的标准之间的标准）17第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续1)1)1 1、RS-232CRS-232C连接器：连接器：RS-232CRS-232C采用采用2525芯芯(DB-25)(DB-25)和简化和简化9 9芯芯(DB-9)(DB-9)的连接的连接器。其引脚分布示意图如下：器。其

23、引脚分布示意图如下：DB-25DB-251 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525PGNDPGNDTDTDRDRDRTSRTSCTSCTSDSRDSRSGNDSGNDCDCD未定义未定义未定义未定义未定义未定义“SCF”SCF”“SCB”“SCB”“SBA”“SBA”“DB”“DB”“SBB”“SBB”“DD”“DD”未定义未定义“SCA”SCA”DTRDTR“CG”“CG”RIRI“CH”“CH”“DA”“DA”未定义未定义DB-9DB-91 12 23

24、 34 45 56 67 78 89 9CDCDRDRDTDTDDTRDTRSGNDSGNDDSRDSRRTSRTSCTS CTS RIRI简化形式简化形式18第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续2)2)2 2、RS-232CRS-232C连接器引脚信号定义连接器引脚信号定义 RS-232CRS-232C标准规定使用标准规定使用DB-25DB-25连接器，其中连接器，其中2020个引脚有定义，个引脚有定义，规定了规定了DTEDTE与与DCEDCE之间的信号约定。（见之间的信号约定。（见P360 P360 表表9.39.3）引脚引

25、脚 代号代号 信号名信号名 方向与功能描述方向与功能描述 1 AA 1 AA 保护地保护地(PGND)(PGND)设备外壳接地设备外壳接地 2 BA 2 BA 发送数据发送数据(TD)DTE(TD)DTEDCEDCE 3 BB 3 BB 接收数据接收数据(RD)(RD)DTEDTEDCEDCE 4 CA 4 CA 请求发送请求发送(RTS)DTE(RTS)DTEDCEDCE，已做好发送准备已做好发送准备,打开打开DCEDCE的发送器的发送器 5 CB 5 CB 清除发送清除发送(CTS)(CTS)DTEDTEDCEDCE，响应响应DTEDTE请求请求,指示指示DCEDCE开始发送开始发送 6

26、CC 6 CC DCEDCE就绪就绪(DSR)DTE(DSR)DTEDCEDCE，表示，表示DCEDCE已接上信道，且不在测试、已接上信道，且不在测试、通话状态，可以使用通话状态，可以使用 7 AB 7 AB 信号地信号地(SGND)(SGND)用作所有信号公共地用作所有信号公共地 8 CF 8 CF 载波检测载波检测(CD)DTE(CD)DTEDCEDCE，表示，表示DCEDCE正接收通信链路信号正接收通信链路信号 9 911 11 未定义未定义TD(Transmit Data)TD(Transmit Data)RD(Receive Data)RD(Receive Data)RTS(Requ

27、estRTS(Request To Sent)To Sent)CTS(ClearCTS(Clear To Sent)To Sent)DSR(DataDSR(Data Set Ready)Set Ready)CD(Carrier Detect)CD(Carrier Detect)19第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续3)3)DTR(DataDTR(Data Terminal Ready)Terminal Ready)，RI(RingRI(Ring Indicator)Indicator)引脚引脚 代号代号 信号名信号名 方向与功

28、能描述方向与功能描述 12 SCF 12 SCF 辅信道载波检测辅信道载波检测 DTEDTEDCEDCE，功能类似，功能类似CF(CF(即即CDCD信号信号)13 SCB 13 SCB 辅信道清除发送辅信道清除发送 DTEDTEDCEDCE，功能类似，功能类似CB(CB(即即CTSCTS信号信号)14 SBA 14 SBA 辅信道发送辅信道发送数据数据 DTEDTEDCEDCE，发送低速率数据，发送低速率数据 15 DB 15 DB 发送器定时时钟发送器定时时钟(DCE(DCE源源)DTE)DTEDCEDCE，给，给DTEDTE提供发送时钟提供发送时钟 16 SBB 16 SBB 辅信道接收辅

29、信道接收数据数据 DTEDTEDCEDCE，接收低速率数据接收低速率数据 17 DD 17 DD 接收器定时时钟接收器定时时钟 DTEDTEDCEDCE，给，给DTEDTE提供接收时钟提供接收时钟 18 18 未定义未定义 19 SCA 19 SCA 辅信道请求发送辅信道请求发送 DTEDTEDCEDCE，功能类似功能类似CA(CA(即即RTSRTS信号信号)20 CD 20 CD DTEDTE就绪就绪(DTR)(DTR)DTE DTEDCEDCE，指示，指示DTEDTE已做好收已做好收/发准备发准备 21 CG 21 CG 信号质量检测信号质量检测 DTEDTEDCEDCE，指示接收的误码率

30、合格，指示接收的误码率合格 22 CE 22 CE 振铃指示振铃指示(RI)(RI)DTEDTEDCEDCE，指示通信链路上有振铃，指示通信链路上有振铃 23 CH/CI 23 CH/CI 数据速率选择数据速率选择 DTEDTEDCEDCE，指示速率或速率范围，指示速率或速率范围 24 DA 24 DA 发送器定时时钟发送器定时时钟(DTE(DTE源源)DTEDTEDCEDCE，给给DCEDCE提供发送时钟提供发送时钟 25 25 未定义未定义20第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续4)4)几点说明：几点说明：标准中的信号是从标

31、准中的信号是从DTE(DTE(或计算机串行接口或计算机串行接口)的角度的角度定义的，如发送数据，是指：定义的，如发送数据，是指：DTEDTEDCEDCE。代号以代号以C C开头的信号线是控制线，用于实现开头的信号线是控制线，用于实现DTEDTE和和DCEDCE之间的握手联络，如之间的握手联络，如RTSRTS、CTSCTS、DSRDSR、DTRDTR、CDCD等。等。计算机串口并非一定要使用全部计算机串口并非一定要使用全部2020根信号线。该根信号线。该标准中包含了主、辅两条信道，辅信道速率较低，可标准中包含了主、辅两条信道，辅信道速率较低，可用于传送一些辅助控制信息。一般通信中很少使用。用于传

32、送一些辅助控制信息。一般通信中很少使用。对于主信道，也并非要全用，最常用的只是一些对于主信道，也并非要全用，最常用的只是一些基本信号线。根据具体应用场合的不同，选择相应的基本信号线。根据具体应用场合的不同，选择相应的连接方式。连接方式。21发送时：发送时：DTEDTE向向DCEDCE发发“发送请求发送请求”信号，当收到信号，当收到DCEDCE的应答的应答信号信号“清除发送清除发送”后，通过后，通过“发送数据发送数据”线发出数据。线发出数据。发送数据发送数据接收数据接收数据保护地保护地清除发送清除发送DEC就绪就绪载波检测载波检测DTE就绪就绪信号地信号地请求发送请求发送1 12 23 34 4

33、5 56 68 8202022227 7计计算算机机接接口口或或终终端端DTEMODEMMODEM或或其其它它DCEDCE计计算算机机接接口口或或终终端端DTEMODEMMODEM或或其其它它DCEDCE专设专设电话线电话线振铃指示振铃指示DCEDCE1 12 23 34 45 56 68 8202022227 7发送数据发送数据接收数据接收数据保护地保护地清除发送清除发送DEC就绪就绪载波检测载波检测DTE就绪就绪信号地信号地请求发送请求发送振铃指示振铃指示第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续5)5)使用使用MODEMMODE

34、M或其它或其它DCEDCE 当计算机通过当计算机通过MODEMMODEM或其它数据通信设备或其它数据通信设备(DCE)(DCE)使用使用一条专设电话线进行一条专设电话线进行1515米以上的长距离通信时，一般米以上的长距离通信时，一般只需要只需要1 18 8号引脚的号引脚的8 8根信号线根信号线，如下图中实线所示，如下图中实线所示(见教材见教材P362 P362 图图9.31)9.31)，就可进行正常通信。，就可进行正常通信。接收时：接收时：当当DCEDCE启动启动“载波检测载波检测”线有效时，表明它正在接线有效时，表明它正在接收通信链路另一端的收通信链路另一端的DCEDCE发送的数据，并通过发

35、送的数据，并通过“接收数据接收数据”线将数据送至线将数据送至DTEDTE。无论是发送或接收，无论是发送或接收，DSRDSR(即即DCEDCE就绪就绪)信号线必须有效，表明信号线必须有效，表明DCEDCE已接上信道，且不在测试、通话状态，可以通信。已接上信道，且不在测试、通话状态，可以通信。若通信链路是交换式系统的一部分，则还需两个信号：若通信链路是交换式系统的一部分，则还需两个信号：RIRI(振铃振铃)和和DTRDTR(DTE(DTE就绪就绪)。DCEDCE收到交换台振铃后以收到交换台振铃后以RIRI信号告知信号告知DTEDTE；DTEDTE则以则以DTRDTR信号回应信号回应RIRI，建立通

36、信链路，建立通信链路.22第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续6)6)无无MODEMMODEM或其它或其它DCEDCE时时 (只用于只用于15m15m以内距离以内距离)发送数据发送数据接收数据接收数据保护地保护地清除发送清除发送DEC就绪就绪DTE就绪就绪信号地信号地请求发送请求发送1 12 23 34 45 56 620207 7计计算算机机接接口口或或终终端端DTE发送数据发送数据接收数据接收数据清除发送清除发送DEC就绪就绪DTE就绪就绪请求发送请求发送1 12 23 34 45 56 620207 7计计算算机机接接口口

37、或或终终端端DTE 2 23 3交叉线交叉线，最基本连线，数据发送与接收，全双工通信；，最基本连线，数据发送与接收，全双工通信；20206 6交叉线交叉线，双方的通信联络线，能相互检测出对方，双方的通信联络线，能相互检测出对方“数数据据 已准备好已准备好”的状态；的状态；4 45 5反馈线反馈线，全双工的发，全双工的发/送总是被允许的，可省略。送总是被允许的，可省略。23第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续7)7)简单应用场合简单应用场合信号地信号地TXDRXDRTSCTSDTRDSR2 23 34 45 58 820206 6

38、7 7计计算算机机2 2CDTXD2 23 34 45 58 820206 67 7计计算算机机1 1RXDRTSCTSDTRDSRCD需要检测一些状态的场合用，需要检测一些状态的场合用，如：微机向单片机开发系统如：微机向单片机开发系统 传送目标程序的操作。传送目标程序的操作。信号地信号地计计算算机机或或终终端端TXD2 23 37 7计计算算机机RXD2 23 37 7TXDRXDRS-232CRS-232C的三线连接法的三线连接法支持一般双机通信支持一般双机通信24第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续8)8)3 3、主要电气

39、技术指标及电平转换、主要电气技术指标及电平转换 主要电气技术指标主要电气技术指标 最高最高传输速率：一般为传输速率：一般为20kb/s20kb/s。最大最大传输距离传输距离(传输线长度传输线长度)：一般为：一般为3030米。米。逻辑逻辑电平电平(信号线采用负逻辑信号线采用负逻辑)：“空号空号”或逻辑或逻辑“0”0”：+3V+3V+25V+25V。发送端发送端(驱动端驱动端)输出为：输出为：+5V+5V+25V+25V，接收端接收端(负载端负载端)+3V+3V。“传号传号”或逻辑或逻辑“1”1”：-3V-3V-25V-25V。发送端发送端(驱动端驱动端)输出为：输出为：-5V-5V-25V-25

40、V，接收端接收端(负载端负载端)-3V-3V。25第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续9)9)RS-232C RS-232C的电平转换的电平转换 RS-232CRS-232C信号线的电平信号线的电平(EIAEIA电平电平)为：为：逻辑逻辑“0”0”：+3V+3V+25V+25V，逻辑逻辑“1”1”：-3V-3V-25V25V。而串行接口一般为而串行接口一般为TTLTTL电平电平(0V(0V5V)5V)或或CMOSCMOS电平电平 (0.1 (0.10.9V0.9VCCCC)，电平不兼容，需要电平转换。，电平不兼容，需要电平转换。

41、信号地信号地TXDTXD计计算算机机接接口口RXDRXDTXDTXDRXDRXD+12V+12V-12V-12V14881488+12V+12V-12V-12V1488148814891489+5V+5V14891489+5V+5V2 23 37 72 23 37 7DB-25DB-25座座 头头计计算算机机接接口口2 23 37 72 23 37 7DB-25DB-25头头 座座RS-232CRS-232C电平电平(EIA(EIA电平电平)TTLTTL电平电平TTLTTL电平电平26第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口串口标准串口标准RS-232C(RS-232C(续续10)1

42、0)用用MAX232MAX232芯片实现芯片实现EIA/TTLEIA/TTL电平转换电平转换 MAX232MAX232芯片只要单一芯片只要单一+5V,+5V,其内部有电压倍增和转其内部有电压倍增和转 换电路，可实现换电路，可实现TTLTTL电平电平与与EIAEIA电平电平之间的转换之间的转换。R R1OUT1OUTR R2OUT2OUTT T1OUT1OUTT T2OUT2OUTT T1IN1INT T2IN2INR R1IN1INR R2IN2IN1 13 34 45 516162 26 6151514147 713138 81111101012129 9TTLTTL输出输出TTLTTL输入

43、输入RS-232CRS-232C输出输出RS-232CRS-232C输入输入GNDGNDV VCCCCV+V+V-V-TTLTTL电平：电平：0 0+5V+5VEIAEIA电平电平:-10V-10V+10V+10VMAX232MAX23227第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口INS8250INS82509.6 9.6 可编程串行接口芯片可编程串行接口芯片INS8250INS8250 INS8250 INS8250是是PCPC系列微机及其网络系统中使用最多的系列微机及其网络系统中使用最多的 可编程通用异步收发器可编程通用异步收发器(UARTUART)。UARTUART(U Uni

44、versalniversal A Asynchronous synchronous R Receiver and eceiver and T Transmitter)ransmitter)具有具有全双工全双工、双缓冲器发送器和接收器、双缓冲器发送器和接收器 具有标准的具有标准的异步通信异步通信功能，不具备同步通信功能功能，不具备同步通信功能 可编程能力强，通过编程可设置其工作方式可编程能力强，通过编程可设置其工作方式CPU BUSCPU BUSD D7 7D D0 0CBCBABABINS8250INS8250UARTUARTEIAEIA驱动器驱动器RS-232CRS-232C信号信号28发送

45、同步发送同步MODEMMODEM状态寄存器状态寄存器接收缓冲器接收缓冲器线路控制寄存器线路控制寄存器线路状态寄存器线路状态寄存器发送保持寄存器发送保持寄存器除数寄存器除数寄存器(高高)除数寄存器除数寄存器(低低)MODEMMODEM控制寄存器控制寄存器中断允许寄存器中断允许寄存器中断识别寄存器中断识别寄存器波特率波特率发生器发生器接收移位寄存器接收移位寄存器MODEMMODEM控制逻辑控制逻辑中断控制中断控制逻辑逻辑内内部部数数据据总总线线数数据据总总线线缓缓冲冲器器选选择择和和控控制制逻逻辑辑D D7 7D D0 0CSCS0 0CSCS1 1 A A2 2A A0 0CSOUTCSOUTD

46、DISDDISDISTRDISTRDOSTRDOSTRMRMRXTALXTAL1 1XTALXTAL2 2VCC(+5V)VCC(+5V)VSSVSS_DOSTRDOSTR_DISTRDISTR_ADSADS_CSCS2 2NC_DTRDTR_RTSRTS_OUTOUT1 1_OUTOUT2 2_CTSCTS_DSRDSR_RIRI_RLSDRLSDINTRINTRSOUTSOUTRCLKRCLKSINSIN_BAUDOUTBAUDOUT发送移位寄存器发送移位寄存器接收同步接收同步RBRRBRTHRTHRLCRLCRLSRLSRDLHDLHDLLDLLMCRMCRMSRMSRIERIERIIR

47、IIR第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口INS8250INS8250结构与引脚结构与引脚_1_11 1、内部结构与外部引脚、内部结构与外部引脚内部结构图内部结构图 数据总线缓冲器数据总线缓冲器提供提供CPUCPU与与UARTUART之间之间的数据通路；的数据通路；选择和控制逻辑选择和控制逻辑对对CPUCPU的命令与地址的命令与地址信号进行译码，来信号进行译码，来控制控制UARTUART内部各寄内部各寄存器的读写操作。存器的读写操作。收发模块收发模块接收接收:RBRRBR 移位移位 同同步步发送发送:THRTHR 移位移位 同同步步线路模块线路模块 LCRLCR和和LSRLSRM

48、ODEMMODEM模块模块 MCRMCR、MSRMSR及控制及控制中断模块中断模块 IERIER、IIRIIR及控制及控制除数寄存器除数寄存器 DLHDLH、DLLDLL及发生及发生器器CPUCPU可寻址以上可寻址以上1010个个8 8位寄存器位寄存器29第九章第九章 并行接口与串行接口并行接口与串行接口INS8250INS8250结构与引脚结构与引脚_2_2引脚分类：引脚分类：与与CPUCPU之间的连线引脚：之间的连线引脚：地址、数据、片选，地址选通、地址、数据、片选，地址选通、读写控制、中断请求线等读写控制、中断请求线等 与串口外设的连线引脚：与串口外设的连线引脚：串行数据输入串行数据输入

49、/输出、串行时钟输出、串行时钟 输入输入/输出、控制联络、用户指输出、控制联络、用户指 定的输出线等定的输出线等 基准时钟、复位、电源、地线等基准时钟、复位、电源、地线等1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616171718181919202040403939383837373636353534343333323231313030292928282727262625252424232322222121D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D D7 7RCLKRCLKSINSINSO

50、UTSOUTCSCS0 0CSCS1 1XTALXTAL1 1XTALXTAL2 2DOSTRDOSTRGNDGNDVCCVCCRIRI MRMR INTRINTRNCNCA A0 0A A1 1A A2 2 CSOUTCSOUTDDISDDISDISTRDISTR _DOSTRDOSTR_RLSDRLSD_DSRDSR_CTSCTS_OUTOUT1 1_OUTOUT2 2_RTSRTS_DTRDTR_ADSADS_BAUDOUTBAUDOUT_CSCS2 2INS 8250INS 8250_DISTRDISTR外部结构与引脚外部结构与引脚外部结构：外部结构：双列直插式，双列直插式，4040脚