异步串行通信课件.ppt

1、计算机原理讲义串行通信第九章 串行通信计算机原理讲义基本概念第9.1节 串行通信一基本概念计算机与外部交换信息称为通信，包括：计算机与外部交换信息称为通信，包括：并行通信并行通信 计算机数据各位同时传送；计算机数据各位同时传送；串行通信串行通信 数据逐位传送。数据逐位传送。（一）串行通信的特点（一）串行通信的特点串行通信只要一根数据线。串行通信只要一根数据线。传输速度较慢。传输速度较慢。接口电路复杂接口电路复杂（二）串行通信的应用（二）串行通信的应用只能接收串行信号的设备或只能串行输出设备只能接收串行信号的设备或只能串行输出设备长距离传送长距离传送计算机原理讲义异步串行通信（三）串行通信类型（

2、三）串行通信类型串行通信有串行通信有同步同步和和异步异步两种通信类型。两种通信类型。1.异步串行通信（异步串行通信（ASYNCAsynchronous Data Communication）A. 异步串行通信格式异步串行通信格式 在异步通信中，信息在异步通信中，信息“1”称为传号（称为传号（MARK），信息），信息“0”称为空号（称为空号（SPACE）。）。D0D0 D1D1 D2D2 D3D3 D4D4 D5D5 D6D6 D7D7一个字符帧一个字符帧起起始始位位数据位数据位奇奇偶偶校校验验停停止止位位计算机原理讲义异步串行通信异步通信格式说明异步通信格式说明 无传输：无传输：发送方连续发送

3、传号。发送方连续发送传号。 起始传输：起始传输：发送方第一次将传号变成空号并持续一位发送方第一次将传号变成空号并持续一位（起始位），接收方以此下降沿与发送方同步。（起始位），接收方以此下降沿与发送方同步。 数据传输：数据传输：起始位之后的起始位之后的58位为数据位，低位在前。位为数据位，低位在前。传输位数由双方约定。传输位数由双方约定。 奇偶传输：奇偶传输：有的系统将最后一位数据位作为奇偶校验有的系统将最后一位数据位作为奇偶校验以增加系统的可靠性。以增加系统的可靠性。 停止传输：停止传输：最后发送停止位，停止位状态恒为最后发送停止位，停止位状态恒为“1”，长度长度1，1.5，2位，可以选择。位

4、，可以选择。计算机原理讲义异步串行通信B.异步串行通信的数据校验错异步串行通信的数据校验错奇偶错：奇偶错：由奇偶校验查出的错误；由奇偶校验查出的错误；超越错：超越错：接收端收到一个字符未处理，又收到第二个接收端收到一个字符未处理，又收到第二个字符；字符；帧格式错：帧格式错：未收到有效停止位。未收到有效停止位。C.异步串行通信的特点异步串行通信的特点以字符为单位发送，字符之间的间隔不受限制；以字符为单位发送，字符之间的间隔不受限制；由起始位和停止位使收发双方同步；由起始位和停止位使收发双方同步；通信的精确格式可以由收发双方选择。通信的精确格式可以由收发双方选择。计算机原理讲义同步串行通信2.同步

5、通信（同步通信（SYNCSynchronous Data Communication）A. 同步通信格式同步通信格式 同步通同步通信信是由一个起始同步符和若干个数据位以是由一个起始同步符和若干个数据位以及一个检验字段组成，传输的数据可以以字符为单位，及一个检验字段组成，传输的数据可以以字符为单位，也可以以二进制位为单位，因此也可以以二进制位为单位，因此同步传输也称为数据流同步传输也称为数据流传输传输。一帧数据一帧数据同步符同步符数据位数据位校验字段校验字段CRC校验校验01111110计算机原理讲义同步串行通信B.同步通同步通信信的特点的特点同步通同步通信信以同步符作为一帧数据的起始标志，因此

6、在以同步符作为一帧数据的起始标志，因此在传输的数据中不能包含有同步符。在实际应用中采用传输的数据中不能包含有同步符。在实际应用中采用自动加自动加“0 ”技术避免数据中出现同步符。技术避免数据中出现同步符。同步通同步通信信中一般数据位可达上千位，因此传输效率较中一般数据位可达上千位，因此传输效率较高，传输速度较快。高，传输速度较快。同步通同步通信信中传输位数较多，因此要求收发时钟严格同中传输位数较多，因此要求收发时钟严格同步。传输中采用步。传输中采用“曼彻斯特曼彻斯特”编码，数据中隐含时钟编码，数据中隐含时钟信息。信息。计算机原理讲义串行通信的方式（三）串行通信的传输方式（三）串行通信的传输方式

7、1.信号传输速率信号传输速率波特率（波特率（Baud Rate）波特率波特率是每秒传输的二进制位数是每秒传输的二进制位数。 常用的波特率有：常用的波特率有：110， 300， 600， 900，1200， 2400， 4800，9600，19200， 38400，57600，115200。2.线路传输方式线路传输方式单工方式：单工方式：数据只能按一个固定方向传输。如：寻数据只能按一个固定方向传输。如：寻呼系统。呼系统。半双工方式：半双工方式：可以可以2个方向传送，但不能同时传送。个方向传送，但不能同时传送。如：电话如：电话全双工方式：全双工方式：双方可以同时传送。双方可以同时传送。计算机原理讲

8、义串行通信的方式3. 信号传输方式信号传输方式A. 基波传输方式基波传输方式 基波传输又称基波传输又称基带传输基带传输，按信号原样进行直流传输。，按信号原样进行直流传输。这种方式适合于近距离慢速传输。这种方式适合于近距离慢速传输。B. 模拟载波传输方式模拟载波传输方式使用调制解调器将数字信号转换成模拟信号进行传输。使用调制解调器将数字信号转换成模拟信号进行传输。调制方式：调制方式：移幅键控（移幅键控（ASK）由两种幅度正弦波表示）由两种幅度正弦波表示“0”和和“1”移频键控（移频键控（FSK）由两种频率正弦波表示）由两种频率正弦波表示“0”和和“1”移相键控（移相键控（PSK）由正弦波两种相位

9、表示）由正弦波两种相位表示“0”和和“1”计算机原理讲义串行通信的校验（四）串行通信的校验方法（四）串行通信的校验方法1. 奇偶校验（奇偶校验（Parity Check） 发送时每个字符的最高位之后附加一个奇偶校验位，发送时每个字符的最高位之后附加一个奇偶校验位，以保证整个字符（包括奇偶校验位）为以保证整个字符（包括奇偶校验位）为“1”的位数为奇数的位数为奇数（奇校验）（奇校验）或为偶数或为偶数（偶校验）（偶校验）。 接收时按照发送方所确定的同样的奇偶性对收到的字接收时按照发送方所确定的同样的奇偶性对收到的字符进行校验。符进行校验。计算机原理讲义串行通信的校验2.循环冗余校验循环冗余校验CRC

10、（Cyclic Redundancy Check） CRC校验是用一个固定数去除信息码得出余数，将此校验是用一个固定数去除信息码得出余数，将此余数附加在原信息之后，成为余数附加在原信息之后，成为CRC字符。字符。 接收方用同样的数去除含有接收方用同样的数去除含有CRC字符的信息，若接收字符的信息，若接收无错误，则结果为无错误，则结果为0。计算机原理讲义RS232通信第9.2节 串行接口RS-232C标准 EIA RS-232C是美国电子工业协会（是美国电子工业协会（Electronic Industry Association）推荐标准（）推荐标准（Recommanded Standard）

11、RS-232C是目前最常用的一种异步串行通信接口。是目前最常用的一种异步串行通信接口。1.RS-232C引脚定义引脚定义 RS-232C在计算机上使用在计算机上使用DB25和和DB9两种连接器，两种连接器，引脚定义如下：引脚定义如下：计算机原理讲义RS232通信2. 引脚功能引脚功能 RS-232C最初设计为计算机（称为数据终端设备最初设计为计算机（称为数据终端设备DTEData Terminal Equipment）和数据通讯设备）和数据通讯设备DCEData Communication Equipment（如（如MODEM）的连接。的连接。1131425TXD屏蔽地屏蔽地RXDRTSCTS

12、DSRGNDCDDTRRIDB25连接器连接器516TXDRXDRTSCTSDSRGNDCDDTRDB9连接器连接器9RI计算机原理讲义RS232通信 各引脚功能如下各引脚功能如下 屏蔽地屏蔽地与设备外壳相连，供屏蔽使用。与设备外壳相连，供屏蔽使用。 信号地信号地信号的公共回路线。信号的公共回路线。 请求发送（请求发送（RTSRTSRequest To SendRequest To Send）为为ONON表示表示DTEDTE准备发送数据。准备发送数据。 准许发送（准许发送（CTSCTSClear To SendClear To Send） 由由MODEMMODEM发往计算机，发往计算机，有效时

13、表示有效时表示MODEMMODEM准备好接收计准备好接收计算机数据，可以发送。算机数据，可以发送。计算机原理讲义RS232通信数据设备准备好（数据设备准备好（DSRDSRData Set ReadyData Set Ready） 由由MODEMMODEM发往计算机，有效时表示发往计算机，有效时表示MODEMMODEM已和通讯线路已和通讯线路接通。接通。数据终端准备好（数据终端准备好（DTRData Terminal Ready） 由计算机发往由计算机发往MODEM，有效时表示计算机允许，有效时表示计算机允许MODEM与通讯线路接通。与通讯线路接通。载波检测（载波检测（CDCarry Detect） 由由MODEM发往计算机，有效时表示发往计算机，有效时表示MODEM有有载波载波信号。信号。振铃（振铃（RIRing Indication） 由由MODEM发往计算机，当通讯线路出现振铃信号时，发往计算机，当通讯线路出现振铃信号时，RI有效（为有效（为ON）。）。发送数据发送数据TXD：计算机计算机把数据传送给把数据传送给MODEM或其他设备或其他设备接收数据接收数据RXD：计算机计算机接收接收MODEM或其他设备的数据或其他设备的数据