[工学]4 串行接口技术

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1、4串行通信技术及接口并行通信和串行通信计算机计算机或外设计算机计算机或外设发送接收选通就绪串行通信并行通信微机与外界的信息交换称为通讯。基本的通讯方式有并行通信和串行通信两种。9/17/20212串行通信的特点串行通信是主机与外设交换信息的一种方式。串行通信中字节数据经一条传输线按位串行发送与串行接收。串行通信节省通信线路，可远距离传送，成本低，广泛应用在通信及计算机网络系统中。串行通信中，数据传输速率低，控制较复杂。9/17/20213串行通信基本概念发送时钟和接收时钟发送时钟用来控制串行数据的发送。数据发送过程是：把并行的数据序列

2、送入移位寄存器，然后通过移位寄存器，由发送时钟触发进行移位输出，数据位的时间间隔取决于发送时钟周期。9/17/20214串行通信基本概念发送时钟和接收时钟接收时钟用来控制串行数据的接收，数据接收过程是：把由传输线送来的串行数据序列，用接收时钟作为输入移位寄存器的触发脉冲，逐位打入移位寄存器，最后装配成并行数据序列。9/17/20215串行通信的数据传送方式全双工、半双工、单工单工：通信一方为发送器，另一方为接收器,用一条传输线相连,进行单向传输。AB发送器接收器单工9/17/20216半双工：通信双方均有发送器和接收器,经一条传输线相

3、连,在某一时刻双方只能一个方向传输信息，线路切换后可改变传输方向。AB半双工发送器发送器接收器接收器串行通信的数据传送方式9/17/20217串行通信的数据传送方式全双工：通信双方均有发送器和接收器,经两条独立的传输线相连,双方可同时接收与发送。AB全双工发送器发送器接收器接收器计算机主机与外设之间的串行通信，多采用全双工方式。9/17/20218校验方式串行通信不论采用何种方式，都应能保证高效率而无差错地传送数据。在任何一个远距离通信线路中，都不可避免地存在噪声产生的干扰而造成传送出现差错。因此，对传送的数据进行校验就成了串行通信中

4、必不可少的重要环节。常用的校验方式有两种：奇偶校验和CRC校验。9/17/20219奇偶校验用奇偶校验方式发送时，在每个字符的最高位之后都附加一个奇偶校验位，这个校验位可为“1”或“0”，以便保证整个字符（包括校验位中的“1”的个数为偶数（偶校验）或为奇数（奇校验）。接收时，按照双方所约定的奇偶校验规则，对接收到的每个字符进行校验。例如：发送按偶校验产生校验位，接收也必须用偶校验进行校验。当发现接收到的字符中“1”的位数不为偶数时，便出现了奇偶校验错，接收器可向CPU发出中断请求，或使状态寄存器相应位置位供CPU查询，以便进行出错处理

5、。这种校验方法主要用于单个字符传送过程的校验。9/17/202110CRC校验循环冗余码校验CRC（CircleRedundancyCheck）：对数据块传送的校验方法发送时，根据编码理论对发送的串行二进制序列按某种算法产生一些校验码，并将这些校验码放在数据信息之后一同发出。在接收端将接收到的串行数据信息按同样算法计算校验码，当信息位接收完之后，接着接收CRC校验码，并与接收端计算得出的校验码进行比较，若相等则无错，否则说明接收数据有错。接收器可用中断或状态位置位的方法通知CPU，以便进行出错处理。(见书P305)9/17/20211

6、1串行通信方式根据同步方式的不同，串行通信又分为同步通信与异步通信两种方式。同步通信SYNC(SynchronousCommunication)异步通信ASYNC(AsynchronousCommunication)9/17/202112串行通信方式发送移位寄存器接收移位寄存器发送移位寄存器接收移位寄存器发送时钟接收时钟同步时钟异步通信同步通信9/17/202113异步通信异步方式:以字符为通信单位，字符之间是异步传输的。传送的信息，开头与结尾均有特别的位码供接收方识别，信息格式双方事先约定。LSB1/0MSB起始位：逻辑0电平。数据

7、位：5~8位，先传低位，后传高位(D0,D1,……D7)。奇偶校验位：1位停止位：1，1.5，2位，逻辑1电平。parityStartdataStop9/17/202114异步通信在异步数据传输中，在CPU与外设之间必须有两项规定：1)字符格式：即字符的编码形式，奇偶校验格式、起始位和停止位的规定。2)波特率(BaudRate)：为每秒传送的二进制数据的位数，它是一个衡量传输速率的指标，也是衡量传输通道频宽的指标。例：假如数据传输的速率为960字符/秒，而每一字符假如包含10个信息位，则传送的波特率为：10×960=9600bps9/

8、17/202115同步方式：通信双方用统一时钟控制通信过程,传输信息组成数据帧(数据包)。每帧头尾是控制代码,中间是数据块，可有数百字节甚至更长。不同的同步传输协议有不同的数据帧格式。数据帧数据帧头数据块数据帧尾数据帧头