1、第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 9.1 串行通信基础知识串行通信基础知识 9.1.1 并行通信和串行通信 1并行通信 并行通信是指构成信息的二进制字符的各位数据同时传送的通信方法，如图9-1所示。2串行通信 串行通信是指构成信息的二进制字符的各位数据一位一位顺序地传送的通信方式，如图9-2所示。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 WRRDWRRDCSD0P2.7P0.0P0.7D7微型计算机(89C51)外设(8255)图9-1 并行通信示意图 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 微型计算机(89C51)外设TX
2、DRXDRXDTXD发送 图9-2 串行通信示意图 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 9.1.2 异步通信和同步通信 串行通信又分为两种基本通信方式，即异步通信和同步通信。1.异步通信 在异步通信中，被传送的信息通常是一个字符代码或一个字节数据，它们都以规定的相同传送格式(字符帧格式)一帧一帧地发送或接收。字符帧格式由四部分组成：起始位，数据位，奇偶校验位和停止位，如图9-3所示。下面介绍各部分的功能。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 D7 0/1D0D1D2D3D4D5D6D7 0/1D0D1111108位数据奇偶校验停止位空闲位8位数
3、据第n1字符帧起始位奇偶校验停止位起始位10第n字符帧第n1字符帧图9-3 异步通信帧格式第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 (1)起始位：在没有数据传送时，通信线上处于逻辑“1”状态。(2)数据位：在起始位之后，发送端发出(接收端接收)的是数据位，数据的位数没有严格限制，如5位、6位、7位或8位等。由低位到高位逐位传送。(3)奇偶校验位：数据位发送完(接收完)之后，可发送奇偶校验位，它只占帧格式的一位，用于传送数据的有限差错检测或表示数据的一种性质，是发送和接收双方预先约定好的一种检验(检错)方式。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 (4)
4、停止位：字符帧格式的最后部分为停止位，逻辑“1”电平有效，位数可以是1位、1/2位或2位。表示一个字符帧信息的结束，也为发送下一个字符帧信息做好准备。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2同步通信 串行通信中，发送设备和接收设备是相互独立、互不同步的，即接收端不知道发送端何时发送数据或发送的两组数据之间间隔多长时间，那么发送和接收之间靠什么信息协调从而同步工作呢？在异步通信中，是靠传送数据每个字符帧的起始位和停止位来协调同步的，即当接收端检测到传送线上出现“0”电平时，表示发送端己开始发送，而接收端也开始接收数据，两端协调同步工作，当接收端检测到停止位“1”时，表示一
5、帧数据已发送和接收完毕。图9-4表示同步通信的数据传送格式。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 同步字符数据字符1数据字符2数据字符n-1数据字符n校验字符校验字符图9-4 同步通信数据传送格式 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 3波特率 在串行通信中，发送设备和接收设备之间除了采用相同的字符帧格式(异步通信)或相同的同步字符(同步通信)来协调同步工作外，两者之间发送数据的速度和接收数据的速度也必须相同，这样才能保证被传送数据的成功传送。波特率是串行通信的重要指标，对数据的成功传送至关重要。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串
6、行通信技术 9.1.3 串行通信的制式 1单工(Half duplex)制式 在单工方式下，通信线的A端只有发送器，B端只有接收器，信息数据只能单方向传送，即只能由A端传送到B端而不能反传。如图9-5所示。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 发送器A端接收器B端图9-5 单工方式第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2半双工(Half duplex)制式 半双工方式中，通信线路两端的设备都有一个发送器和一个接收器，如图9-6所示。数据可双方向传送但不能同时传送，即A端送B端收或B端送A端收，A、B两端的发送/接收只能通过半双工通信协议切换交替工
7、作。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 发送接收A端发送接收B端图9-6 半双工方式第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 3全双工(Full duplex)制式 在全双工方式下，通信线路A、B两端都有发送器和接收器，A、B之间有两个独立通信的回路，两端数据不是交替发送和接收，而是同时发送和接收。因此通信效率比前两种要高。该方式下所需的传输线至少要有三条，一条用于发送，一条用于接收，一条用于公用信号地，如图9-7所示。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 A端B端发送接收发送接收图9-7 全双工方式第第9 9章章 串行接口
8、及串行通信技术串行接口及串行通信技术 9.1.4 串行通信数据的校验 1奇偶校验 奇偶校验的特点是按字符校验，即在数据发送时，在每一个字符的最高位之后都附加一个奇偶校验位“1”或“0”，使被传送字符(包括奇偶校验位)中含“1”的位数都为偶数(偶校验)或都为奇数(奇校验)。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2和校验 和校验是针对数据块的校验。发送端在发送数据块时，对块中的数据算术求和，然后将产生的单字节的算术和作为校验字符(和校验)附加到位数据块的结尾传给接收端。3.循环冗余码校验(CRC)CRC检验是对一个数据块校验一次，它被广泛地应用于同步串行通信方式中，例如对磁盘信息的读/写，对ROM或RAM存储区的完整性的校验等。
