《串行通信接口》ppt课件

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1、第4章串行通信接口4.1串行传送的基本概念一、串行传送的特点在一根传输线上一位一位地传送，这根线既作数据线又作联络线；数据格式有固定的要求；信号的逻辑定义与TTL不同；传输速率需要控制，要求双方约定通信传输的波特率。二、串行通信方式串行通信中，数据通常是在二个站（点对点）之间进行传送，按照数据流的方向可分成三种传送方式:（1）单向通信（单工方式）（2）双向交替通信（半双工方式）（3）双向同时通信（全双工方式）特点：①每端需有一个收/发切换电子开关②因有切换，会产生时间延迟应用：打印机串口，单向传送设备，发送器→接收器甲方乙方发送接收2.半双工方式使用同一根传输线，既可发送数据

2、又可接收数据，但不能同时发送和接收.1.单工方式特点：①每一端都有发送器和接收器②有二条传送线应用：交互式应用，远程监测控制3.全双工方式数据的发送和接收分别由两根可以在两个不同的站点同时发送和接收的传输线进行传送，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作。三、波特率与收/发时钟波特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，以位/秒(b/s)表示，也称为数据位率。它是衡量串行通信速率的重要指标。常用的标准波特率：110，300，…4.8K，9.6K，56K收/发时钟:收/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率，对于收/发双方之间数据传输的同步有十分重要的作用。波特率系数n为了提

3、高串行通信的抗干扰能力，往往用多个时钟调制一个二进制数据，调制一个二进制数据的收/发时钟个数称为波特率系数n。收/发时钟频率与波特率之间的关系：收/发时钟频率=n×波特率一般n取1,16,32和64等。对于异步通信，常采用n=16；对于同步通信，则必须取n=1。四、信号的调制和解调计算机的通信是要求传送数字信号，而在进行远程数据通信时，线路往往是借用现有的公用电话网，但是，电话网是为音频模拟信号的设计的。一般为300~3400Hz，不适合于数据信号。因此需要对二进制信号进行调制，以适合在电话网上传输相应的音频信号，在接收时，需要进行解调，还原成数字信号。PC机数字比特流模拟信

4、号模拟信号数字比特流公用电话网源系统传输系统目的系统输入信息源点发送器传输系统接收器终点输入数据发送的信号接收的信号输出数据输出信息PSTNModemModem通信系统模型1.什么叫调制调制就是进行波形变换。或者说进行频谱变换，就是将基带数字信号的频谱变换成适合于在模拟信道中传输的频谱。2.作用调制器(Modulator)是一个波形变换器,它将基带数字的波形变换成适合于模拟信道传输的波形。解调器是一个波形识别器,将模拟信号恢复成原来的数字信号。调制器解调器010010010010最基本的调制方法有以下几种：（1）调幅（AM）即载波的振幅随基带数字信号而变化.“1”对应有载波“

5、0”对应无载波3.调制方法（2）调频（FM）即载波频率随数字信号而变化“0”对应”f1”“1”对应“f2”(3)调相（PM）即载波初始相位随基带数字信号而变化.“0”对应相位0度“1”对应相位180度f1f2FMAM0100110度180度PM100005000100050050001000200波特率传输距离(ft)传输距离与波特率之关系曲线1ft=0.3048m4.传输距离五、信息的检错与纠错串行数据在传输过程中，由于干扰而引起误码是难免的，这直接影响通信系统的可靠性，对通信中的检/纠错能力是衡量一个通信系统的重要内容。检错：如何发现传输中的错误，称为检错。纠错：如何消除

6、错误，称为纠错.例：奇偶校验检错方阵码检错循环冗余码（CRC）检错差错检测重要指标:误码率P0：是衡量一个信道质量的重要参数。即：P0=发生差错的码元数接收的总码元数编码效率R:是衡量编码性能好坏的重要参数。即：R=k/n=k/(k+r)其中：k为码字中信息位；r为编码时外加冗余位；n为编码后得到的码长1.奇偶校验码垂直奇偶校验码I11I12…I1qI21I22…I2q……….Ip1Ip2…Ipqr1r2…rq信息位冗余位奇校验:ri=I1iI2i…Ipi1偶校验:ri=I1iI2i…Ipi编码效率:R=p/p+1水平奇偶校验码I11I12…I1qr1I21I2

7、2…I2qr2……….…Ip1Ip2…Ipqrq信息位冗余位编码效率:R=q/q+111010010010000011010101011110011110000110000100冗余位垂直水平奇偶校验码编码效率:R=pq/(p+1)(q+1)2.循环冗余码CRC循环冗余码CRC(CyclicRedundancyCode）又称多项式码。任何一个二进制数位串都可以和一个只含有0和1二系数的多项式建立一一对应关系。如：1011011x6+x4+x3+x+1K(x)=x6+x4+1信息位：1010001冗余位：