第十章 串行通信接口技术

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串行通信的异步传输模式
•以字符为基本通信单位 •起始位标志着每一个字符的开始 •停止位标志着每一个字符的结束
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串行通信的异步传输模式
平时通信线处于空闲状态（“1”状态），当有数据 发送时，发送方首先发一“0”，称为起始位；
接着发送数据位，数据位可有5~8位组成。 然后是校验位，校验分奇校验、偶校验、置0、置1、
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例 ： 发 送 数 据 序 列 ： 1010001101 ， 生 成 多 项 式 ： 110101。发送数据序列*25：101000110100000
x5x4x2x0
1010001101 00000 -- 1
110101
010110 -- 7
0111011 -- 2
101100 -- 8
110101
在简单的控制系统中，大都采用异步方式。 在许多对数据交换量不大的系统，也采用异步方式。 数据通信系统中采用同步方式。
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串行异步通信的传输制式
单工：仅在一个方向上的数据传送。 半双工：两个方向上交替地传送数据，同一时间
只能在一个方向上。 全双工：可在两个方向上同时传送数据。
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串行异步通信的同步
然后通信双方按照约定的波特率发送和采样对应数据 位。只要在一个字符传送期间，积累的误差不大于一 位数据传送时间。就不会发生错误。
因此，异步传输允许发送器和接收器不必用同一个时 钟，而是可以各有各的时钟（局部时钟），只要有同 一个标称频率即可，且对频率的精度要求也较低。
两次发送字符之间必须要有间隔时间（停止位），并 且每次字符传输，必须有一位同步信号（起始位）。
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串行通信的校验----奇偶校验
在异步通信的格式中，可以包含一位校验位（奇、 偶校验）。

RTS：发送请求，输出。当DTE需要向DCE发送数据时，向接收方(DCE)输 出RTS信号。 CTS：发送允许或清除发送，输入。作为“清除发送”信号使用时，由 DCE输出，当CTS有效时，DTE将终止发送(如DCE忙或有重要数据 要回送DTE)；而作为“允许发送”信号使用时，情况刚好相反：当 接收方接收到RTS信号后进入接收状态，接收方准备就绪后向请求发 送方回送CTS信号，发送方检测到CTS有效后，启动发送过程。
同步通信的特点
同步通信的特点是不仅字符内部保持“同步”，而且 字符与字符之间也是同步的。 在这种通信方式下，收/发双方必须建立准确的位定时 信号，也就是收/发时钟的频率必须严格地一致。 每个字符不增加任何附加位，而是连续发送。
串行通信的基本概念
串行通信与并行通信
并行通信：所传送数据的各位同时发送或接收。 串行通信：所传送数据的各位按顺序一位一位地发 送或接收。 并行通信: 速度快,但成本高,传输距离受限; 串行通信: 通信设备简单、便宜，通信线少,传 输距离远,但速度较慢。
收发双方必须遵守共同的通信协议（通信规程）， 才能解决传送速率、信息格式、位同步、字符同步、 数据校验等问题。 串行通信时的数据、控制和状态信息都使用同一根 信号线传送。
在异步通信中，字符数据以图所示的格式一个一个 地传送。在发送间隙，即空闲时，通信线路总是处 于逻辑“1”状态，每个字符数据的传送均以逻辑 “0”开始。
同步通信
同步通信是一种比特同步通信技术，要求发收双方具有同频 同相的同步时钟信号，只需在传送报文的最前面附加特定的 同步字符，使发收双方建立同步，此后便在同步时钟的控制 下逐位发送/接收。同步通信以一个数据块为传输单位，每个 数据块附加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束。 同步字符 字符1 字符2 ……

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第10章 串行通信
（2）起始位的检测
必须确定起始位才能开始接收数据，即实现位同步。 数据接收时钟RCLK使用16倍波特率的时钟信号。接收器 用RCLK检测到串行数据输入引脚SIN由高电平变低后，连续 测试8个RCLK时钟周期，若采样到的都是低电平，则确认为 起始位。 确认了起始位后每隔16个RCLK时钟周期对SIN输入的数据 位进行采样一次，直至规定的数据格式结束。
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第10章 串行通信
TxD 发送数据——串行数据的发送端。 RxD 接收数据——串行数据的接收端。 GND 信号地——为所有的信号提供一个公共的参考电平 RTS 请求发送——当数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效的 RTS信号，用于通知数据通信设备准备接收数据。 CTS 清除发送——当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传送 数据时，发出CTS有效信号来响应RTS信号。 DTR 数据终端准备好——通常当数据终端设备一加电，该信号就有效， 表明数据终端设备准备就绪。 DSR 数据装置准备好——通常表示数据通信设备(即数据装置)已接通 电源连到通信线路上，并处于数据传输方式，而不是处于测试方式或 断开状态。 CD 载波检测——当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时，就 从该引脚向数据终端设备提供有效信号。该引脚缩写为DCD。 RI 振铃指示——当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引脚 信号作为电话铃响的指示，保持有效。
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第10章 串行通信
2．结构
其中寄存器： THR、TSR RBR、RSR LCR LSR DLH DLL MCR MSR IER IIR
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第10章 串行通信
（1）串行数据的发送
CPU送来的并行数据存在发送保持寄存器THR中。 只要发送移位寄存器TSR中没有正在发送的数据， 发送保持寄存器的数据就送入TSR 。 与此同时，8250按照编程规定的起止式字符格式， 加入起始位、奇偶校验位和停止位，从串行数据输 出引脚SOUT逐位输出。 因为THR、TSR采用双缓冲寄存器结构，所以在 TSR进行串行发送的同时，CPU可以向8250提供下 一个发送数据到THR，这样可以保证数据的连续发 送。

如果选择波特率为9600bps、且选择T1方式2定时，则程序如下：
（1）单片机(1)发送程序： TTTT： MOV TMOD，#20H
MOV TL1，#0FDH MOV THl, #0FDH MOV SCON，＃0C0H SETB TR1 MOV R0，#50H MOV R7，#10H LOOP： MOV A，＠R0 MOV C，PSW.0 MOV TB8，C
波特率＝2SMOD• /32× fosc/(12(256-x)) 例 已知805l单片机时钟振荡频率为11.0592MHz，选用定时器T1工作方
式2作波特率发生器，波特率为2400波特，求初值X。
解：设波特率控制位SMOD＝0，则有：
所以，(THl)＝(TLl)＝F4H。
串行口工作方式
串行口的操作方式由SM0、SM1定义，编码和功能如表10-2所示。
OUT 1
● 输出2（ OUT）2 用户指定的MODEM控制功能的输出。通过对MODEM控制寄存器第3位编程置1， OUT 2引脚 就变成低电平。
(4) 接收器逻辑
该逻辑包括接收器移位器和数据寄存器及相应的接收控制逻辑。其引脚功能如下：
● 接收器时钟（RCLK）
输入接收波特率的16倍时钟信号。
● 串行输入（SIN）
10.1.3 波特率的设计
方式0的波特率＝fosc/12 方式2的波特率＝2SMOD•T1/64 方式1和方式3的波特率 ＝2SMOD•T1/32溢出率
其中，T1的溢出率取决于T1的工作方式和初值。如果计数初值 为x，则每过“256-x” 个机器周期，定时器T1就会产生一次溢出。 为了避免因溢出而引起中断，此时应禁止T1中断。这时，
来自通信链路（如外设、MODEM、数据设备）的串行数据输入。