串行通信可以分为两种类型：同步通信、异步通信

串行通信基础知识本节简要概括了串行通信中的相关概念，为学习PC 机与MCU 的串行通信做准备。

1. 基本概念我们知道，“位”（bit ）是二进制数字的简称，是可以拥有两种状态的最小二进制值，分别用“0”和“1”表示。

在计算机中，通常一个信息单位用8位二进制表示，称为一个“字节”（byte ）。

串行通信的特点是：数据以字节为单位，按位的顺序从一条传输线上发送出去。

这里至少涉及到以下几个问题：第一，每个字节之间是如何区分的？第二，发送一位的持续时间是多少？第三，怎样知道传输是正确的？第四，可以传输多远？等等。

这些问题属于串行通信的基本概念。

串行通信分为异步通信与同步通信两种方式，本节主要给出异步串行通信的一些常用概念。

正确理解这些概念，对串行通信编程是有益的。

① 异步串行通信的格式在MCU 的英文芯片手册上，通常说SCI 采用的是NRZ 数据格式，英文全称是：“standard non-return-zero mark/space data format ”，可以译为：“标准不归零传号/空号数据格式”。

这是一个通信术语，“不归零”的最初含义是：用负电平表示一种二进制值，正电平表示另一种二进制值，不使用零电平。

“mark/space ”即“传号/空号”分别是表示两种状态的物理名称，逻辑名称记为“1/0”。

对学习嵌入式应用的读者而言，只要理解这种格式只有“1”、“0”两种逻辑值就可以了。

图3.3.1给出了8位数据、无校验情况的传送格式。

这种格式的空闲状态为“1”，发送器通过发送一个“0”表示一个字节传输的开始，随后是数据位（在MCU 中一般是8位或9位，可以包含校验位）。

最后，发送器发送1到2位的停止位，表示一个字节传送结束。

若继续发送下一字节，则重新发送开始位，开始一个新的字节传送。

若不发送新的字节，则维持“1”的状态，使发送数据线处于空闲。

从开始位到停止位结束的时间间隔称为一帧（frame ）。

所以，也称这种格式为帧格式。

单片机编程与实训试题题库填空题〔选择题〕1、单片机的中断源优先级此外上下是由中断优先级存放器的置位状态决定的。

同一级别中断源的优先挨次是由自然优先级挨次决定的。

2、LED数码显示按显示过程分为静态、显示和动态显示2 种。

3、半导体存储器的最重要的两个指标是存储容量和存储速度。

4、计算机的系统总线有地址总线、控制总线和数据总线。

5、P 0、P 1、P 2、P3四个均是8 位的并行口( 填“串行〞还是“并行〞) ，此中P0的功能是地址/ 数据分时复接口。

6、在串行通信中, 按照数据传送标的目的分为单工、半双工和全双工三种方式.7、中断请求信号有电平触发和边缘触发两种触发方式。

8、键盘的布局形式一般有两种：独立式键盘和矩阵式键盘。

9、单片机与普通计算机的不同之处在于其将CPU、存储器和输入/ 输出接口局部集成于一块芯片之上。

10、串行通信按信息的格式可分为同步通信和异步通信两种方式。

11、在单片机中，通常将一些中间计算成果放在累加器中。

12、计算机能直接识此外语言是机器语言。

13、采用8031单片机必需扩展程序存储器。

14、按时/ 计数器有４种工作模式，它们由TMOD存放器中的M1 M0状态决定。

15、P0口作数据线和低8 位地址线时不克不及做I/O 口。

16、对于8031单片机，其内部RAM既可位寻址又可字节寻址。

17、单片机能直接运行的程序叫目标程序。

18、单片机的复位操作是高电平〔填高电平/ 低电平〕。

19、单片机中，常用作地址锁存器的芯片是74HC373，常用作地址译码器芯片是74HC138。

20、单片机程序的入口地址是0000H，外部中断 1 的入口地址是0013H。

21、单片机的内部RAM区中，可以位寻址的地址范围是20H~2FH，特殊功能存放器中，可位寻址的地址是能被8 整除的地址80H~F0H。

22、8051 最多可以有32 个并行输入输出口，最少也可以有8 个并行口。

23、十六进制数AA转换为十进制数的成果是170，二进制数10110110转换为十六进制数的成果是B6H。

收稿日期3作者简介徐　(85),男,机械与自动化工程学院333班学生。

文章编号:1671-7333(2007)03-0218-05基于SOC 技术的串行通信接口设计实例徐 ,韩佳良,张　勇,汲伟明,钱　平(上海应用技术学院机械与自动化工程学院,上海　200235)摘要:　基于SOC(System On Chip)技术,利用QUAR TU S II 软件和V HDL 语言设计开发具有奇偶校验功能、数据位和波特率可调的串行通信接口。

该接口内置异步接收和发送模块,易于移植至其它SOC 系统使用,可减少设计者的工作量。

本设计采用VHDL 语言描述,并通过了仿真验证。

关键词:　SOC ;串行通信;V H DL中图分类号:TP 202 文献标识码:ADesign of Serial Communications Joint Ba sed on SOC TechnologyXU Wei ,HA N ji a 2li an g ,ZHA N G Yong ,J I Wei 2mi n g ,Q IA N Pi ng(School of Mechanical and Automati o n Engi neeri ng ,Shanghai Insti tute of Technology ,Shanghai 200235,China )Abstract :By means of SOC technology ,t he serial communications joint is designed by Q UAR TU S II soft 2ware and VHDL language.The serial communications joi nt compri ses t ransmit and reception unit ,support 2ing even or odd parit y ,cont rollable baud rat e and serial data format.The com munications joint interface can be adopted by ot her engi neers immediately wit hout any difficult y ,reducing t he work of SOC designing.The design is origi nally writt en in V H DL and t hen improved by successful simulat ion results.Key words :SOC ;serial communications joi nt ;VHDL 随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展,在涉及通信、国防、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中,SOC (System On a Chip )技术正以惊人的速度发展[1]。

一、填空题1、单片机是将微处理器、一定容量的RAM和ROM以及I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上而构成的微型计算机。

2、单片机80C51片内集成了4KB的FLASH ROM，共有5个中断源。

3、两位十六进制数最多可以表示256个存储单元。

4、在80C51中，只有当EA引脚接高电平时，CPU才访问片内的Flash ROM。

5、当CPU访问片外的存储器时，其低八位地址由P0口提供，高八位地址由P2口提供，8位数据由P0口提供。

6、在I/O口中，P0口在接LED时，必须提供上拉电阻，P3口具有第二功能。

7、80C51具有64KB的字节寻址能力。

8、在80C51中，片内RAM分为地址为00H~7FH的真正RAM区，和地址为80H~FFH的特殊功能寄存器(SFR)区两个部分。

9、在80C51中，通用寄存器区共分为4组，每组8个工作寄存器，当CPU复位时，第0组寄存器为当前的工作寄存器。

10、数据指针DPTR是一个16位的特殊功能寄存器寄存器。

11、在80C51中，一个机器周期包括12个振荡周期，而每条指令都由一个或几个机器周期组成，分别有单周期指令、双周期指令和4周期指令。

12、当系统处于正常工作状态且振荡稳定后，在RST引脚上加一个高电平并维持2个机器周期，可将系统复位。

13、单片机80C51复位后，其I/O口锁存器的值为0FFH，堆栈指针的值为07H，SBUF的值为不定，内部RAM的值不受复位的影响，而其余寄存器的值全部为0H。

14、在809C51中，有两种方式可使单片机退出空闲模式，其一是任何的中断请求被响应，其二是硬件复位；而只有硬件复位方式才能让进入掉电模式的单片机退出掉电模式。

15、单片机80C51的5个中断源分别为INT0、INT1、T0、T1以及TXD/RXD。

16、单片机80C51的中断要用到4个特殊功能寄存器，它们是TCON、SCON、IE 以及IP。

17、在80C51中，外部中断由IT0(1)位来控制其两种触发方式，分别是电平触发方式和边沿触发方式。

在计算机系统中，CPU和外部通信有两种通信方式：并行通信和串行通信。

而按照串行数据的时钟控制方式，串行通信又可分为同步通信和异步通信两种方式。

1、异步串行方式的特点
所谓异步通信，是指数据传送以字符为单位，字符与字符间的传送是完全异步的，位与位之间的传送基本上是同步的。

异步串行通信的特点可以概括为：
①以字符为单位传送信息。

②相邻两字符间的间隔是任意长。

③因为一个字符中的比特位长度有限，所以需要的接收时钟和发送时钟只要相近就可以。

④异步方式特点简单的说就是：字符间异步，字符内部各位同步。

2、异步串行方式的数据格式
异步串行通信的数据格式如图8-1所示，每个字符（每帧信息）由4个部分组成：①1位起始位，规定为低电0；
②5～8位数据位，即要传送的有效信息；
③1位奇偶校验位；
④1～2位停止位，规定为高电平1。

图1异步串行数据格式
3、同步串行方式的特点
所谓同步通信，是指数据传送是以数据块（一组字符）为单位，字符与字符之间、字符内部的位与位之间都同步。

同步串行通信的特点可以概括为：
①以数据块为单位传送信息。

②在一个数据块（信息帧）内，字符与字符间无间隔。

③因为一次传输的数据块中包含的数据较多，所以接收时钟与发送进钟严格同步，通常要有同步时钟。

4、同步串行方式的数据格式
同步串行通信的数据格式如图8-2所示，每个数据块（信息帧）由3个部分组成：①2个同步字符作为一个数据块(信息帧)的起始标志；
②n个连续传送的数据
③2个字节循环冗余校验码(CRC)
图2同步串行数据格式。

通信同步方式在数字数据通信中，发送端和接收端之间必须在时间上保持同步，接收端只有知道数据流中各个位的开始时间和结束时间，才能保证数据接收的正确性和可靠性。

为此，通信双方必须在通信协议中定义通信同步方式，并按照规定的同步方式进行数据传输。

根据通信协议所定义的同步方式，数据传输可分为异步传输 (Asynchronous Transmission)和同步传输(Synchronous Transmission)两大类。

1.异步传输通常，异步传输是以字符为传输单位，每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位，以标记一个字符的开始和结束，并以此实现数据传输同步。

所谓异步传输是指字符与字符(一个字符结束到下一个字符开始)之间的时间间隔是可变的，并不需要严格地限制它们的时间关系。

起始位对应于二进制值 0，以低电平表示，占用 1 位宽度。

停止位对应于二进制值 1，以高电平表示，占用 1~2 位宽度。

一个字符占用 5~8位，具体取决于数据所采用的字符集。

例如，电报码字符为 5 位、ASCII码字符为 7 位、汉字码则为8 位。

此外，还要附加 1 位奇偶校验位，可以选择奇校验或偶校验方式对该字符实施简单的差错控制。

发送端与接收端除了采用相同的数据格式(字符的位数、停止位的位数、有无校验位及校验方式等)外，还应当采用相同的传输速率。

典型的速率有：9 600 b/s、19.2kb/s、56kb/s等。

异步传输又称为起止式异步通信方式，其优点是简单、可靠，适用于面向字符的、低速的异步通信场合。

例如，计算机与Modem之间的通信就是采用这种方式。

它的缺点是通信开销大，每传输一个字符都要额外附加2～3 位，通信效率比较低。

例如，在使用Modem上网时，普遍感觉速度很慢，除了传输速率低之外，与通信开销大、通信效率低也密切相关。

2. 同步传输通常，同步传输是以数据块为传输单位。

每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列(如16位或32 位CRC校验码)，以便对数据块进行差错控制。

微机原理复习题（附答案）一．名词解释1.算术逻辑部件（ALU）(P4)答：cpu内部的算数逻辑部件也叫运算器，是专门用来处理各种数据信息的，它可以进行加、减、乘、除算术运算和与、或、非、异或等逻辑运算。

2.控制器(P5)答：是CPU的控制中心3.字长(P9)答：是cpu同时能处理的数据位数，也称数据宽度。

字长越长，计算能力越高，速度越快。

4.主频(P9)答：Cpu的时钟频率，和cpu的运算速度密切相关，主频越高，运算速度越快。

5.偶校验(P11)答：运算结果的低八位中所含的1的个数为偶数，则PF为1。

6.奇校验(P11)答：运算结果的低八位中所含的1的个数为奇数，则PF为0。

7.总线周期(P12)答：在取指令和传送数据时，CPU总线接口部件占用的时间。

8.最小模式(P13)答：在系统中只有一个微处理器9.中断向量(P27)答：中断处理子程序的入口地址，每个中断类型对应一个中断向量。

10.非屏蔽中断（NMI）(P28)答：从引脚NMI进入的中断，它不受中断允许标志IF的影响。

11.可屏蔽中断（INTR）(P28)答：从引脚INTR进入的中断，它受中断允许标志IF的影响。

12.基址(P77)答：任何通用寄存器都可以作为基址寄存器，即其内容为基址。

注意，这里的基址不是段基址，而只是一个延续下来的习惯叫法，实际上是指有效地址的一个基础量。

13.直接寻址(P77)答：数据在存储器中，有效地址由指令直接给出。

默认段地址寄存器DS。

直接寻址是对存储器访问时可采用的最简单的方式。

14.指令性语句(P127)答：一条指令，在汇编的过程中会产生对应的目标代码。

如：ADD AL，BL和MOV AX，1000都是指令性语句。

15.指示性语句（伪指令）(P127)答：伪指令，为汇编程序提供某些信息，让汇编程序在汇编过程中执行某些特定的功能。

16.接口技术(P177)答：接口按功能分为两类：一类是使CPU正常工作所需要的辅助电路，通过这些辅助电路，使CPU得到时钟信号或接收外部的多个中断请求等；另一类是输入/输出接口，利用这些接口，CPU可接收外部设备送来的信息或发送给外设。

《单⽚机原理及应⽤》习题库⼀、填空题1．单⽚机与普通计算机的不同之处在于其将_CPU__、存储器和__I/O_3部分集成于⼀块芯⽚之上。

2．CPU主要由运算器和控制器组成。

CPU中的布尔处理器⽤来处理位操作。

3．MSC-51系列单⽚机中，⽚内⽆ROM的机型是8031 ，有4KB ROM的机型是_8051_，⽽有4KB EPROM 的机型是8751 。

-32的补码为11100000 B，补码11011010B代表的真值为_-38__D。

4．5．原码数BFH=_-63_D，原码数6EH=_110_D。

6．100的补码=_64_H，-100的补码= 9C H7．在8031单⽚机内部，其RAM⾼端128个字节的地址空间称为特殊功能寄存器或SFR 区，但其中仅有_21_个字节有实际意义。

8．通常单⽚机上电复位时PC=_0000_H，SP=_07_H，通⽤寄存器则采⽤第_0_组，这⼀组寄存器的地址范围是从_00H~_07_H。

9．若PSW为18H，则选取的是第_3__组通⽤寄存器。

10．8031单⽚机复位后R4所对应的存储单元地址为_04_H，因上电时PSW=_00_H。

11．若A中数据为63H，那么PSW的最低位（即奇偶位P）为_0_。

12．在微机系统中，CPU是按照程序计数器PC 来确定程序的执⾏顺序的。

13．在8031单⽚机中，使⽤P2、P0⼝传送地址信号，且使⽤了P0⼝来传送数据信号，这⾥采⽤的是总线复⽤技术。

14．堆栈遵循先进后出（或后进先出）的数据存储原则，针对堆栈的两种操作为_PUSH_和_POP_。

15．当8051地RST端上保持两个机器周期以上低电平时，8051即发⽣复位。

16．使⽤8031单⽚机时需将EA引脚接_低__电平，因为其⽚内⽆程序存储器。

17．8位机中的补码数80H和7F H的真值分别为_-128__和_127 。

18．配合实现“程序存储⾃动执⾏”的寄存器是_PC_，对其操作的⼀个特别之处是每取完⼀字节指令后PC内容会⾃动加1 。

同步传输异步传输面向比特面向字符面向字节集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]同步通信和异步通信一、同步通信和异步通信串行通信可以分为两种类型，一种叫同步通信，另一种叫异步通信。

同步通信方式，是把许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息(通常称为信息帧)的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。

同步方式下，发送方除了发送数据，还要传输同步时钟信号，信息传输的双方用同一个时钟信号确定传输过程中每1位的位置。

见右图所示。

图同步通信示意图在异步通信方式中，两个数据字符之间的传输间隔是任意的，所以，每个数据字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。

从图中可以看到，按标准的异步通信数据格式（叫做异步通信帧格式），1个字符在传输时，除了传输实际数据字符信息外，还要传输几个外加数位。

具体说，在1个字符开始传输前，输出线必须在逻辑上处于“1”状态，这称为标识态。

传输一开始，输出线由标识态变为“0”状态，从而作为起始位。

起始位后面为 5～8个信息位，信息位由低往高排列，即先传字符的低位，后传字符的高位。

信息位后面为校验位，校验位可以按奇校验设置，也可以按偶校验设置，或不设校验位。

最后是逻辑的“1”作为停止位，停止位可为1位、位或者2位。

如果传输完1个字符以后，立即传输下一个字符，那么，后一个字符的起始位便紧挨着前一个字符的停止位了，否则，输出线又会进入标识态。

在异步通信方式中，发送和接收的双方必须约定相同的帧格式，否则会造成传输错误。

在异步通信方式中，发送方只发送数据帧，不传输时钟，发送和接收双方必须约定相同的传输率。

当然双方实际工作速率不可能绝对相等，但是只要误差不超过一定的限度，就不会造成传输出错。

图是异步通信时的标准数据格式。

图异步通信示意图比较起来，在传输率相同时，同步通信方式下的信息有效率要比异步方式下的高，因为同步方式下的非数据信息比例比较小。

总线的异步通信方式在计算机系统中，总线是计算机各个组件之间进行数据传输的通道。

总线的通信方式可以分为同步通信和异步通信两种类型。

同步通信是指各个组件在严格按照时钟信号的同步进行数据传输，而异步通信则是指各个组件在没有统一的时钟信号的情况下进行数据传输。

本文将着重介绍总线的异步通信方式。

异步通信是一种不受时钟信号控制的通信方式，在计算机系统中，它主要应用于总线传输过程中。

总线的异步通信采用的是传送数据信号时的准确性和稳定性进行数据传输，而不依赖于系统的时钟信号。

总线的异步通信方式不仅能够避免时钟信号不同步可能引发的问题，还能提高系统的灵活性和可靠性。

总线的异步通信方式有以下几种常见的实现方法：1. 异步串行通信：异步串行通信是一种通过单根总线传输数据的方式。

在异步串行通信中，数据被划分为一个个的帧，每一帧由开始位、数据位、校验位和停止位组成。

发送端将数据位逐个发送到总线上，每一个数据位之间采用不同电平表示，接收端通过检测电平变化来判断每一位的值。

异步串行通信方式具有传输速度快、传输距离远的优点，因此广泛应用于网络通信、串口通信等领域。

2. 异步并行通信：异步并行通信是一种通过多根总线同时传输数据的方式。

在异步并行通信中，数据被划分为多个并行的数据位，并行传输到接收端。

每个数据位独立传输，互不干扰。

异步并行通信方式具有传输速度高、传输带宽大的优点，但也存在着信号同步困难、传输距离受限等缺点。

3. 异步请求/响应通信：异步请求/响应通信是一种通过请求和响应信号进行数据交互的方式。

在异步请求/响应通信中，发送端通过发送请求信号向接收端请求数据的发送，接收端在接收到请求信号后发送响应信号，并将数据发送回发送端。

异步请求/响应通信方式具有传输灵活、相应时间短的优点，适用于快速响应的场景。

总线的异步通信方式在计算机系统中具有广泛的应用。

它不依赖于统一的时钟信号，能够提高系统的灵活性和可靠性，并且适用于不同的数据传输场景。

填空题第1章微型计算机概述1.微型计算机中各部件是通过总线构成一个整体的．2.____微处理器_____是微型计算机的核心。

3.总线按照其规模、用途和应用场合可分为元件极总线、板极总线和通信总线。

4.微型计算机由_CPU_ 、存储器、输入/输出接口和系统总线组成。

5.以微型计算机为主体，配上系统软件、应用软件和外设之后，就成了微型计算机系统。

6.微型计算机的主要性能指标有CPU的位数、__CPU的主频__、内存容量和速度、____硬盘容量第2章 16位和32位微处理器1.Intel 8086CPU是_ 16__位微处理器，有_ 16__根数据总线和_ _20_ _根地址总线，存储器寻址的空间为_ 1MB__,端口寻址空间为_ 64KB__。

8088CPU有＿8＿根数据总线。

2.输入/输出端口有两种编址方法，既I/O端口与存储单元统一编址和I/O单独编址。

前一种编址的主要优点是功能强和指令灵活。

后一种编址的主要优点是指令运行速度快和增强了程序的可读性。

3.所谓最小模式，就是在系统中只有8086一个微处理器。

4.所谓最大模式是在系统中包含两个或多个微处理器。

（主 8086,其他称协处理器）5.8086工作在最大模式下，引脚MN/MX*接低（高/低）电平。

6.8086/8088CPU的数据线和地址线是以__ 分时复用_____方式轮流使用的。

7.8086中的BIU由__4___个___16___位段寄存器、一个___16____位指令指针、___6___字节指令队列、__20___位地址加法器和控制电路组成。

8.8086/8088提供的能接受外中断请求信号的引脚是 INTR和NMI。

两种请求信号的主要不同之处在于NMI引脚引入的中断不受中断允许标志位IF的屏蔽。

9.8086/8088的存储器是分段的，因此存储单元的物理地址是由段地址和段内偏移量组合而成的。

10.对于8086CPU，物理地址是由段基址和偏移地址两部分构成，若某存储单元的段基址为2000H，偏移地址为1122H，则该存储单元的物理地址为21122H 。

13级《微机原理与接口技术》复习练习题与答案（韶关学院计算机科学学院彭玄璋）一、填空题1、8086/８088 CＰＵ内部结构按功能分为两部分,即由执行单元和总线接口单元组成。

2、若CＰＵ的数据线宽度为1６位，则它的字长为１6 位；地址线宽度为２0位，则它的寻址空间为1MB 。

3、８0８6CPU为了适应各种应用场合有两种工作模式,即是最小模式和最大模式。

４、8086/8088CPU复位后,CS的内容为0FFFFH ，IP的内容为０000H 。

5、8086的1６位标志寄存器包括 6 个状态标志位和３个控制标志位。

6、计算机的I／Ｏ端口地址的编址方式有统一编址和独立编址 ,而808６ＣPU寻址外设采用独立编址方式。

7、CPU与外设间有4种Ｉ/O信息传送方式，即无条件传送、查询传送中断传送、直接存储器存取（DMＡ) 。

8、若某输出外设的Ｉ／O接中的数据端口地址为1０0H，要将字节数据从８086ＣPU输出到外设的指令是ＭOV DＸ,１00H 和ＯＵＴ DＸ,AL 。

9、响应可屏蔽中断IＮＴR的条件是控制标志IF= 1 。

1０、若8２5３的某一计数器用于输出方波，该计数器的工作方式为 3 ;若该计数器输入频率为１00ＫHｚ，输出方波频率为10KHz,则计数初值应设为1０。

1１、串行通信协议分为异步通信和同步通信。

1２、波特率是指单位时间内传送二进制数据的位数。

13、8088组成的系统中,存储器分若干个不超过64K字节的段。

14、当8０88CＰU的INTＲ端输入一个高电平时, 可屏蔽中断获得了中断请求。

15、8０88工作于最小工作模式时，控制总线由CPＵ本身产生,工作于最大工作模式时，控制总线由总线控制器8288 产生。

16、数据的并行Ｉ/O方式是以字节或字为单位进行传送;数据的串行I/O方式是以位为单位进行传送。

17、从地址/数据复用线中分离出地址信息需用逻辑芯片锁存器，地址/数据复用线中的双向数据传送需用逻辑芯片双向缓冲器。

【科普】常见的两种串口通信
在串行通信中，数据通常是在两个站之间传送，按照数据在通信线路上的传送方向可分为3 种基本的传送方式：单工、半双工和全双工，如图1-1 所示。

图1-1 单工、半双工和全双工通信
单工通信使用一根导线，信号的传送方和接收方有明确的方向性。

也就是说，通信只在一个方向上进行。

若使用同一根传输线既作为接收线路又作为发送线路，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式称为半双工。

采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接收器，通过收发开关分时转接到通信线上，进行方向的切换。

当数据的发送和接收，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工。

在全双工方式下，通信系统的每一端都设置了发送器和接收器，因此，能控制数据同时在。

串行通信的基本概念 (1)异步通信ASYNC和同步通信SYNC (2)串口通讯—异步通信方式 (6)“模拟”和“数字” (9)串行通信的基本概念所谓“串行通信”：是指数据是一位一位顺序传送。

问题：为什么要采用串行通信呢？解答：采用串行通信的主要原因是：为了降低通信线路的价格和简化通信设备，并且可以利用现有的通信线路。

并行通信和串行通信在计算机领域中，有两种数据通信方式：串行传送和并行传送。

并行传送数据在多条并行1位宽的传输线上同时由源传送到目的。

示意图如下：串行传送数据在单条1位宽的传输线上，一位一位地按顺序分时传送。

示意图如下：并行通信与串行通信的比较：(1)从距离上看：并行通信适宜于近距离的数据传送，通常小于30米。

而串行通信适宜于远距离传送，可以从几米到数千公里。

(2)从速度上看：在短距离内,并行接口的数据传输速度要比串行接口的传输速度高的多。

(3)从设备、费用上看：对于远距离通信而言，串行通信的费用显然比较低异步通信ASYNC和同步通信SYNC在串行通信中有两种基本的通信方式：异步通信ASYNC和同步通信SYNC异步通信在异步通信中，CPU与外设之间有两项约定：(1)字符格式---字符的编码形式及规定，每个串行字符由以下四个部分组成：⑴ 1个起始位，低电平；⑵ 5--8个数据位；⑶ 1个奇偶校验位；⑷ 1--2个终止位(停止位)高电平；(2)波特率波特率是指单位时间内传送二进制数据的位数,以位/秒位单位，它是衡量串行数据传送速度快慢的重要标志和参数。

例如：假如数据出送速率是120位/秒，则传送的波特率为：120波特。

注意：异步通信的传送速度一般在50波特-----19200波特之间。

同步通信在异步通信中，每个字符要用起始位和终止位作为字符开始和结束的标志，占用了一些时间，为了提高数据块的传送速度，就要设法去掉这些标志，就采用同步通信。

同步通信的速度可达500千波特。

但是它的硬件电路比较复杂。

5.1.3同步通信和异步通信一、同步通信和异步通信串行通信可以分为两种类型，一种叫同步通信，另一种叫异步通信。

同步通信方式，是把许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息(通常称为信图 5.2同步通信示意图息帧)的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。

同步方式下，发送方除了发送数据，还要传输同步时钟信号，信息传输的双方用同一个时钟信号确定传输过程中每1位的位置。

见右图 5.2所示。

在异步通信方式中，两个数据字符之间的传输间隔是任意的，所以，每个数据字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。

从图 5.2中可以看到，按标准的异步通信数据格式（叫做异步通信帧格式），1个字符在传输时，除了传输实际数据字符信息外，还要传输几个外加数位。

具体说，在1个字符开始传输前，输出线必须在逻辑上处于“1”状态，这称为标识态。

传输一开始，输出线由标识态变为“0”状态，从而作为起始位。

起始位后面为5～8个信息位，信息位由低往高排列，即先传字符的低位，后传字符的高位。

信息位后面为校验位，校验位可以按奇校验设置，也可以按偶校验设置，或不设校验位。

最后是逻辑的“1”作为停止位，停止位可为1位、1.5位或者2位。

如果传输完1个字符以后，立即传输下一个字符，那么，后一个字符的起始位便紧挨着前一个字符的停止位了，否则，输出线又会进入标识态。

在异步通信方式中，发送和接收的双方必须约定相同的帧格式，否则会造成传输错误。

在异步通信方式中，发送方只发送数据帧，不传输时钟，发送和接收双方必须约定相同的传输率。

当然双方实际工作速率不可能绝对相等，但是只要误差不超过一定的限度，就不会造成传输出错。

图 5.3是异步通信时的标准数据格式。

图 5.3异步通信示意图比较起来，在传输率相同时，同步通信方式下的信息有效率要比异步方式下的高，因为同步方式下的非数据信息比例比较小。

二、传输率所谓传输率就是指每秒传输多少位，传输率也常叫波特率。

一、填空1、PLC的一般结构：CPU模块、输入/输出模块、编程器、电源2、PLC的工作方式：循环扫描方式3、PLC程序梯形图执行原则：从上到下从左到右4、工业自动化三大支柱：PLC、工业机器人、CAD/CAM5、IEC规定的5种编程语言：顺序功能图、梯形图、功能块图、指令表、结构文本6、S7-200PLC支持的三种语言：梯形图、功能块图、语句表7、三种输出方式：继电器、晶体管、晶闸管。

继电器能控制直流和交流。

晶体管输出方式只能控制直流设备、晶闸管只能控制交流设备。

8、计算机数据通信分为串行通信和并行通信。

串行通信又分为同步通信和异步通信。

9、S7-200最重要的通信方式为自由口通信。

自由口通信指由用户程序控制的通信接口。

二、简答1、简述PLC的主要特点答：（1）编程方法简单易学（2）功能强性价比高（3）硬件配套齐全、用户使用方便、适应性强（4）可靠性高、抗干扰能力强（5）系统设计、安装、调试工作量少（6）维修工作量小、维修方便（7）体积小能耗低2、简述PLC的工作原理其扫描过程RUN状态为读取输入、执行用户程序、处理通信请求、自诊断检查、改写输出STOP状态为读取输入，处理通信请求，自诊断检查、改写输出3、简述PLC日常维护的主要内容答：（1）运行环境的保证，PLC的运行环境要求极高，要防尘防水防火防高温防雷电，因此电气控制室一般要安排在具有双层玻璃的、安装有水式制冷空调的二楼，电控室温度一般在28度左右，对于防尘则是将PLC 安装在1m*2.2m*0.6m的带锁前面板为玻璃门的控制柜中，此柜上部安装有防尘罩的抽风系统进行柜内降温（2）要做好一系列的日常工作，分为日常准备工作和日常点检工作，定时进行人工除尘降温，USB定期维护，PLC 程序的定期人工备份和电池备份及各相关坏器件的更换等（3）PLC故障的诊断，总法：一摸二看三闻四听五按迹寻踪法六替换法，一摸查CPU温度;二看：看指示灯是否正常；三闻：有无异味；四听：有无异动；五寻找故障所在地；六对不确定的部位进行部件替换4、简述顺序功能图答:顺序功能图的基本结构有单序列、选择序列、并行序列，在顺序功能图中，步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的，转换的实现必须同时满足两个条件：（1）该转换所有的前级步都是活动步（2）相应的转换条件得到满足，两个条件缺一不可，另外转换实现时应完成以下两个操作：①使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步②使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步，以上规则可以用于任意结构中的转换，在绘制顺序功能图时应注意：①两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们分隔开②两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们分隔开③顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待启动的初始状态④自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程。