北京大学：《微机原理 Microcomputer Principle 微机与接口技术》电子课件_第二十一讲 串行通信及接口

《微机原理A》 第二十一讲:串行通信及接口电路 主讲老师:王克义

《微机原理A》 第二十一讲：串行通信及接口电路 主讲老师：王克义

本讲主要内容 串行通信的基本概念和常用术语; 可编程串行通信接口片8251A的基本结构; ·8251A的编程应用

本讲主要内容 • 串行通信的基本概念和常用术语； • 可编程串行通信接口片8251A的基本结构； • 8251A的编程应用

21.1串行通信的基本概念 1.串行通信的特点: 数据在单条1位宽的传输线上按时间先后一位 位地传送 节省传输线(优点); 数据传输率较低(缺点); 主要适用于长距离、低速率的通信中

1. 串行通信的特点： • 数据在单条1位宽的传输线上按时间先后一位 一位地传送； • 节省传输线（优点）； • 数据传输率较低（缺点）； • 主要适用于长距离、低速率的通信中。 21.1 串行通信的基本概念

2.串行通信涉及的常用术语 (1)数据通信的方向性结构 1)单工( Simplex) 特点:仅能进行一个方向的数据传送 设备 A Data flow 设备B 发送器 接收器

设备A 发送器 设备B 接收器 Data flow 2. 串行通信涉及的常用术语 (1) 数据通信的方向性结构 – 1)单工（Simplex) – 特点：仅能进行一个方向的数据传送

2)半双工( Half Duplex) 特点:数据可以在两个方向上进行传送,但是 这种传送绝不能同时进行。【双向,但不同时】 设备A 设备B Data flow 发送器/ 接收器/ 接收器 发送器

设备A 发送器/ 接收器 设备B 接收器/ 发送器 Data flow 2) 半双工（Half Duplex） • 特点：数据可以在两个方向上进行传送，但是 这种传送绝不能同时进行。【双向，但不同时】

3)全双工( Full Duplex) 特点:能够在两个方向同时进行数据传送。 设备A 设备B 发送器/ 接收器 接收器 发送器

设备A 发送器/ 接收器 设备B 接收器/ 发送器 3) 全双工（Full Duplex） • 特点：能够在两个方向同时进行数据传送

(2)数据传输率 每秒传输的二进制位数,单位为bps( bit per second)也称比特率 波特率 每秒传输的“符号”(也称信号码 元— Signal Element)的个数 例如,每秒传送1个符号,则波特率为1波特】 ·在计算机中,一个“符号”的含义为高、低两种电 平,分别代表逻辑值“1”和“0”,所以每个符号的信 息量为1比特,此时波特率与比特率刚好一致 但在其他一些场合(例如通信中采用的“相一幅”复 合调制技术),一个“符号”的信息含量就不是一个比 特,此时,波特率就不等于比特率

(2) 数据传输率 • 每秒传输的二进制位数，单位为bps （bit per second ）也称比特率 。 • 波特率―――每秒传输的 “符号 ”（也称信号码 元—Signal Element）的个数。 【例如，每秒传送 1个符号，则波特率为 1波特】 • 在计算机中，一个 “符号 ”的含义为高、低两种电 平，分别代表逻辑值“1” 和“0”，所以每个符号的信 息量为 1比特，此时波特率与比特率刚好一致。 • 但在其他一些场合 (例如通信中采用的 “相一幅 ” 复 合调制技术),一个 “符号 ”的信息含量就不是一个比 特，此时，波特率就不等于比特率

·现在的电话网是模拟通信系统,它是为传输话音 信息而设计的。要在电话网上传送数字信号,必 须经过调制和解调。 实现调制和解调两个过程的设备称为“调制解调器 (Modulator demodulator--Modem) ·方法:选取音频范围某一频率的正(余)弦模拟 信号作为载波,用以运载所要传送的数字信号。 ·用传送的数字信号改变载波信号的幅值、频率或 相位,使之在信道上传送; ·到达信道另一端,再将数字信号从载波中取出

• 现在的电话网是模拟通信系统，它是为传输话音 信息而设计的。要在电话网上传送数字信号，必 须经过调制和解调。 • 实现调制和解调两个过程的设备称为“调制解调器” （Modulator Demodulator－Modem） • 方法：选取音频范围某一频率的正（余）弦模拟 信号作为载波，用以运载所要传送的数字信号。 • 用传送的数字信号改变载波信号的幅值、频率或 相位，使之在信道上传送； • 到达信道另一端，再将数字信号从载波中取出

(3)波特率因子 F(时钟频率)=波特率因子大波特率 ·波特率因子:数据传输率(波特率)与时钟频率 之间的比例系数 ·给定时钟频率,选择不同的波特率因子可得到不 同的波特率。 例如:f=19.2kHz,若选波特率因子为16,则波 特率为1200bps。 若选定波特率因子和波特率,则相应的确定了对 时钟频率的要求

（3）波特率因子 F（时钟频率）＝波特率因子＊波特率 • 波特率因子: 数据传输率（波特率）与时钟频率 之间的比例系数. • 给定时钟频率，选择不同的波特率因子可得到不 同的波特率。 例如：f = 19.2 kHz，若选波特率因子为16，则波 特率为1200 bps。 • 若选定波特率因子和波特率，则相应的确定了对 时钟频率的要求

1200大16=19200(时钟频率)→若外部时钟电 路的频率F=1MHz,需用8253分频,试计算分频 系数(8253的计数初值)=? 8253计数初值=时钟频率/(波特率大波特率因 子) 8251 外部的1MHz8253 19.2KH 时钟电路 CLK OU 1,÷16, T N分频 移位脉冲

1200＊16＝19200（时钟频率）→若外部时钟电 路的频率F＝1MHz，需用8253分频，试计算分频 系数（8253的计数初值）＝？ • 8253计数初值＝时钟频率／(波特率＊波特率因 子) 8251 外部的 时钟电路 ÷1，÷ 16，… 1MHz N分频 19.2KHz 移位脉冲 CLK OU T 8253