可编程串行接口芯片.ppt

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1、第6章可编程串行接口芯片165506.1串行接口系统概述6.2可编程串行接口芯片165506.1串行接口系统概述串行通信方式用于远程通信。数据在单条传输线上，一位接一位地按顺序传送的方式称为串行通信。串行通信主要优点是节省通信线路，但具有数据传输效率低的特点。因此，串行通信适合于远距离传送，可以从几米到数千公里。对于长距离、低速率的通信，串行通信往往是唯一的选择。6.1串行接口系统概述6.1.1串行I/O接口6.1.2串行通信基础6.1.3串行通信协议6.1.1串行I/O接口串行通信方式异步方式串行异步接口通用异步收发器同

2、步方式串行同步接口通用同步收发器一、串行接口的基本功能串行接口与输入输出设备之间以串行方式传送数据，与CPU之间以并行方式传送数据。CPU串行接口外部设备串行并行6.1.1串行I/O接口功能1实现串行和并行数据格式之间的转换。功能2实现数据缓冲功能。功能3控制功能。接收CPU的命令，输出接口的状态等。6.1.1串行I/O接口串行接口的基本功能如下：二、串行接口的基本结构6.1.1串行I/O接口串行接口的基本结构如下：⑴输出缓冲寄存器：接收CPU从数据总线上送来的并行数据，并加以保存。⑵输出移位寄存器：它接收从输出缓冲器送来

3、的并行数据，以发送时钟的速率把数据逐位移出，即将并行数据转换为串行数据输出。⑶输入移位寄存器：它以接收时钟的速率把出现在串行数据输入线上的数据逐位移入，当数据装满后，并行送往输入缓冲寄存器，即将串行数据转换成并行数据。⑷输入缓冲寄存器：它从输入移位寄存器中接收并行数据，然后由CPU取走。⑸控制寄存器：它接收CPU送来的控制字，由控制字的内容，决定通信时的传输方式以及数据格式等。例如采用异步方式还是同步方式，数据字符的位数，有无奇偶校验，是奇校验还是偶校验，停止位的位数等参数。串行接口的基本结构如下（续）：⑹状态寄存器：状态

4、寄存器中存放着接口的各种状态信息，例如输出缓冲区是否空，输入字符是否准备好等。在通信过程中，当符合某种状态时，接口中的状态检测逻辑将状态寄存器的相应位置“1”，以便让CPU查询。三、串行接口的工作过程CPU串行接口外部设备接收发送串行接口将CPU送来的并行数据转换成串行数据，并对有效数据“包装”，即加上起始位、产生奇偶校验位和停止位，再发送出去。发送数据接收数据串行接口将串行输入的数据转换成并行数据，同样要对有效数据进行处理（去掉起始位、校验位和停止位）和奇偶校验，然后等待CPU取走。6.1.1串行I/O接口有效数据由CP

5、U写入接口中的输出缓冲寄存器，再送到输出移位寄存器。同时将状态寄存器中的“发送准备好”位置“1”，并发出中断请求信号（用中断方式时），表示接口可以接收CPU写入下一个有效数据。在输出移位寄存器中。由发送控制逻辑对有效数据进行“包装”，即加上起始位、奇偶校验位和停止位。经包装后的数据由输出移位寄存器按选定的传输率逐位移出，变成串行数据发送到串行输出线上去。发送过程6.1.1串行I/O接口接收控制电路不断地监视串行数据输入线上的电平，一旦出现持续一个位周期的低电平（异步方式下），则开始采样有效数据位，并使数据进入输入移位寄存器

6、。采样重复进行，直至采样到停止位。接收控制逻辑对接收的数据进行格式检查，若不正确，则将状态寄存器中的相应位置“1”；若正确，则将有效数据位并行传送到输入缓冲器。然后，将状态寄存器中的“接收数据准备好”位置“1”；若接口处于中断允许状态，则还向CPU发出中断请求信号。CPU可以通过查询或中断方式读取输入缓冲寄存器中的有效数据。接收过程6.1.1串行I/O接口9.1串行接口系统概述9.1.1串行I/O接口接收过程CPU外部设备6.1.2串行通信基础1.波特率（Baud）一、数据传输率数据传输率是指单位时间内传输的信息量，可用比

7、特率和波特率来表示。⑴比特率：比特率是指每秒传输的二进制位数，单位为bit/s（bps）表示。⑵波特率：波特率是指每秒传输的符号数，若每个符号所含的信息量为1比特，则波特率等于比特率。单位为Baud。在计算机中,一个符号的含义为高低电平,它们分别代表逻辑1和逻辑0,所以每个符号所含的信息为1位,因此在计算机通信中,常将比特率称为波特率,即1（Baud）=1bit/s传送一个二进制位所需的时间为位时间,用Td表示。位时间与波特率的关系是Td=1/B2.发送/接收时钟（Txc/Rxc）发送数据时，发送器在发送时钟作用下,将“发

8、送移位寄存器”的数据按位串行移位输出；接受数据时，接受器在接收时钟作用下,对来自通信线上的串行数据按位串行移入“接收移位寄存器”。6.1.2串行通信基础2.发送/接收时钟（Txc/Rxc）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。收