FSK: 频率f1
频率f0 数字 信号 S0
S1
+ 输出
1
11.2 串行通信中的传输速率控制
11.2.1 数据传输速率控制的实现方法
数字通信中的传输速率称为波特率，单位波特 数据传输率的控制——波特率时钟发生器和波特率因子
11.2.2 波特率与发送/接收时钟
1.波特率：单位时间内传输串行数据的位数，1波特=1b/s 位周期 2.发送/接收时钟 (1)执行数据的发送和接收：发送时钟的下降沿从发送移位寄存 器输出；接收时钟的上升沿移入接收移位寄存器 (2)进行位同步
计 算 机
注：若不通过交换式电话系统，而使用专用线，则不用RI
11.4.1 RS-232C接口标准
3.信号线的使用 (2)近程通信(15m以内)——零MODEM方式,微机通信中常用
DTE TxD RxD DTR DSR RTS CTS SG

DTE TxD RxD DTR DSR RTS CTS SG
SYNC SYNC SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX BCC
•SYNC：同步字符，单同步加1个，双同步加2个 •SOH：序始，引导标题 •标题：源地址、目标地址、路由等附加信息 •STX：文始，引导正文 •ETB/ETX：组终/文终，当正文很长，分n帧传送时，前n-1帧用 ETB，最后1帧用ETX •BCC：块校验(从SOH到ETB/ETX)，纵横奇偶校验或CRC校验
TxD与RxD交叉相连：可实现全双工通信 DTR与DSR反馈相连：只要终端准备好就认为DTE和DCE都准备好 RTS与CTS反馈相连：随时都可以发送
11.4.1 RS-232C接口标准
4.电气特性 (1)RS-232C标准对信号的逻辑定义(EIA逻辑) 逻辑1：-5V-15V，负载端要求小于-3V 逻辑0：+5V+15V，负载端要求大于+3V (2)EIA与TTL之间的转换
CODE ENDS END START

LOP:
MOV MOV OUT NOP MOV INT CMP JNE MOV MOV OUT MOV INT
DX,CTRL55 AL,0DH DX,AL AH,08H 21H AL,1BH LOP DX,CTRL55 AL,0CH DX,AL AX,4C00H 21H
11.1.4 串行通信的同步方式
1.串行通信中的同步问题 (1)字符同步方案 双同步(BISYNC)通信：12个特定的同步字符 高级数据链路控制同步通信HDLC：特定0/1序列(01111110) 起止式异步通信：起始位 (2)位同步方案——接收时钟控制每一位数据的接收 2.串行通信的基本方式 (1)异步通信方式 以字符为单位传输，每个字符随机出现在数据流中 字符与字符之间是异步的，而字符内位与位之间是同步的 (2)同步通信方式 以数据块(字符块)为单位传输 字符与字符之间以及字符内位与位之间都是同步的
11.3.1 起止式异步通信数据格式(续)
2. 起止式数据帧格式 •起始位：1位，低电平 •数据位：5～8位，先低位后高位 •校验位：1位/0位，奇偶校验 •停止位：1位、1.5位或2位，高电平
第n个字符 LSB 0 起 始 位 1位 0/1 0/1 … 0/1
7～12位
第n+1个 字符 1 1 空闲 位 不限 0 0/1
11.1.5 串行通信中的调制与解调
电话线： 300～3400Hz的音频模拟信号 调制解调器(MODEM，调制器+解调器)的作用：
发送时将二进制数据调制成音频模拟信号 接收时对音频模拟信号进行解调还原成数字信号 数据通信设备(DCE)或数传机(DATA SET) 调制解调器的种类
幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)
DATA CODE START:
波特率时钟发生器的软件编程(续)
;给82C54A装入计数初值的子程序 LOAD PROC NEAR PUSH AX PUSH DX MOV DX,DATA54 MOV AX,TC OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL POP DX POP AX RET LOAD ENDP
11.1 串行通信的基本概念
11.1.1 串行通信的基本特点
在1根信号线上分时传送多位信息；既传数据又传联络信息 为了区分数据和联络信息，有固定的数据格式(同步和异步) 对信号的逻辑定义与TTL不兼容 传输速率需要控制：双方约定波特率 串行通信易受干扰，需进行差错的检测和控制 既适用于近距离，又可用于远程；远程时需MODEM
11.1.2 串行通信传输的工作方式(制式)
单工：数据只能单向传送 全双工：可同时进行双向传送 半双工：可分时进行双向传送——方向切换
A站 A站 发送器 信号地 单工 B站 接收器 接收器 信号地 全双工 发送器 接收器 信号地 半双工 接收器 发送器 B站 接收器 A站 发送器 B站 发送器
11.1.3 串行通信中的差错检测
11.4
串行通信接口标准
11.4.1 RS-232C接口标准
1. 关于RS-232C接口标准的说明 EIA与BELL公司1969年公布，0～20000b/s，数据终端设备(DTE) 与数据通信设备(DCE)通信；接收和发送针对终端而言 2. 信号线定义 数据线：TXD(发送数据),DTEDCE；RXD(接收数据),DCEDTE 状态线：DTR(DTE准备好),DTEDCE；DSR(DCE准备 好),DCEDTE 联络线：RTS(请求发送),DTEDCE；CTS(允许发送),DCEDTE 振铃信号：RI(MODEM已收到交换台的呼叫信号),DCEDTE 载体检出信号：DCD(MODEM已收到数据载波信号),DCEDTE 信号地线：SG(公共地线)
MSB 0/1
0/1 奇偶 校验 有/无
1
数据位(5～8位) (先低后高位)
停止位 1,1.5 或2位
3. 起/止位的作用 •定界一帧数据 •建立收发双方同步：起始位标志一帧开始，停止位标志着结束
11.3.2 面向字符的同步通信数据格式
特点： 一帧由一个数据块(若干字节)组成，以12个同步字符开始 控制字符定界数据和控制传输
接口与通讯技术
武汉科技大学 计算机科学与技术学院
第11章 串行通信接口
本章内容
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 串行通信的基本概念 串行通信中的传输速率控制 串行通信中的数据格式 串行通信接口标准 串行通信接口电路 用户扩展的串行通信接口 系统配置的串行通信接口
11.2.2 波特率与发送/接收时钟
4.波特率时钟发生器：不是所有串行接口芯片内都包含
5.波特率时钟的使用——Factor一定，改变TXC控制Baud 例8.1 Factor=16个/位，第一次采样TXC1=38400Hz，第二次 TXC2=19200Hz；两次通信的波特率各为多少 解： Baud1=TXC1Factor=3840016=2400b/s Baud2=TXC2Factor=1920016=1200b/s 例8.2 甲乙两机通信，甲机发送时钟TXC=38400Hz，Factor1= 16 个/位；乙机Factor2=64个/位，求乙机的接收时钟频率RXC 解：RXC=BaudFactor2=(TXCFactor1)Factor2 =384001664=153600Hz 6.传输距离与传输速率的关系 ——传输线电气特性一定情况下，直接传输最大距离随速率的 增加而减小
DCD R XD T XD DTR SG 2 3 4 5 6 7 8 9 13 发送电流(-) 发送电流(+) DCD SG DSR CTS RTS RXD TXD 11 9 8 7 6 5 4 3 2 22 20 18 RI DTR 接收电流(+) 25 接收电流(-)
DSR RTS CTS RI
11.4.1 RS-232C接口标准
3.信号线的使用 (1)远程通信——使用MODEM和电话线
TxD RxD DTR 串 DSR RTS 口 CTS RI DCD SG TxD RxD DTR DSR RTS CTS RI DCD SG
计 算 机
调 调 制 制 解 解 调 电话线 调 器 器
串 口
11.2.3 波特率时钟发生器设计(略)
例8.3 设计一个波特率时钟发生器，输入时钟CLK=1.19318MHz， Factor=16，输出Baud=9600b/s，按ESC退出 解：通常用82C54A输出方波作为串行通信的发送/接收时钟 N=CLKOUT=CLK(BaudFactor) =1.19318106(960016)8 硬件设计(选用T2)
EIA:电压极性、负逻辑 不兼容 TTL:电压幅值、正逻辑 发送:TTL 接收:EIA EIA,MC1488,SN75150 MAX232可双向转换 TTL,MC1489,SN75154
11.4.1 RS-232C接口标准(续)
5. 机械特性 (1)连接器
DB-25型(还支持20MA电流环接口) DB-9型 1
14
(2)通信电缆长度 速率低于20kb/s，误码率<4%——15米 实际误码率允许10%～20%，15米——保守 RS-232C缺点：单端发送和接收，易受共模干扰 直接传输距离短，速率低；只能单点对单点通信
11.4.2 RS-485接口标准
1. RS-485接口标准的新概念与新定义 (1)采用双线平衡方式传输
;PC6=1,启动82C54A
;检测ESC键
;关闭82C54A
11.3 串行通信中的数据格式
通信控制规程(传输控制规程、通信协议) ——数据格式、同步方式、传输速度、检错纠错方式、控制字符 定义等 高可靠 11.3.1 起止式异步通信数据格式 低效率
1. 特点 字符随机出现在数据流中 字符之间有不定长的空闲位 靠起始位和停止位定界1帧数据