现代微机原理与接口技术 第8章串行接口 8.1串行通信的基本概念 811串行通信 串行通信是将数据的各个位一位一位地,通过 单条位宽的传输线按顺序分时传送,即通信双 方一次传输一个二进制位。串行通信与并行通信 是两种基本的数据通信方式。 发送方在发送前要将并行数据转成串行数据 接收方接收后要完成串行数据到并行数据的 转换。 Department of Computer Science Engineering 算机科学与工程系 http://qsyang.yeah.net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 1 8.1 串行通信的基本概念 串行通信是将数据的各个位一位一位地，通过 单条1位宽的传输线按顺序分时传送，即通信双 方一次传输一个二进制位。串行通信与并行通信 是两种基本的数据通信方式。 发送方在发送前要将并行数据转成串行数据 ，接收方接收后要完成串行数据到并行数据的 转换。 8.1.1 串行通信 第 8 章 串行接口
现代微机原理与接口技术 与并行通信相比,串行通信的优势 传输距离长,可达到数千公里 长距离内串行数据传送速率会比并行数据传 送速率快,串行通信的通信时钟频率较并行 通信容易提高。 抗干扰能力强,串行通信信号间的互相干扰 完全可以忽略。 费用低。 Department of Computer Science Engineering 2 算机科学与工程系 http://qsyang.yeah.net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 2 与并行通信相比，串行通信的优势 • 传输距离长，可达到数千公里 • 长距离内串行数据传送速率会比并行数据传 送速率快，串行通信的通信时钟频率较并行 通信容易提高。 • 抗干扰能力强，串行通信信号间的互相干扰 完全可以忽略。 • 费用低
现代微机原理与接口技术 812串行通信方式 单工方式 R 半双工方式T T R R 全双工方式T R R T Department of Computer Science Engineering 算机科学与工程系 http://qsyang.yeah.net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 3 8.1.2串行通信方式 • 单工方式 T R • 半双工方式 T R R T • 全双工方式 T R T R
现代微机原理与接口技术 813波特率与收发时钟 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/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率 对于收发双方之间数据传输的同步有十分重要的 作用 一般在发送端是由发送时钟的下降沿使送入移位 寄存器的数据串行移位输出。而接收端则是在接收 时钟的上升沿作用下将传输线上的数据逐位打入移 位寄存器。 Department of Computer Science Engineering 4 算机科学与工程系 http://qsyang.yeah.net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 4 8.1.3 波特率与收/发时钟 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/发时钟直接决定了通信线路上数据传输的速率 ，对于收/发双方之间数据传输的同步有十分重要的 作用。 一般在发送端是由发送时钟的下降沿使送入移位 寄存器的数据串行移位输出。而接收端则是在接收 时钟的上升沿作用下将传输线上的数据逐位打入移 位寄存器
现代微机原理与接口技术 为了提高串行通信的抗干扰能力,往往用多 个时钟调制一个二进制数据,调制一个二进制 数据的收发时钟个数称为波特率系数n 收/发时钟频率与波特率之间的关系: 收/发时钟频率一n×波特率 般m取1,16,32和64等。对于异步通信,常采用 =16;对于同步通信,则必须取n=1。 Department of Computer Science Engineering 算机科学与工程系 http://qsyang.yeah.net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 5 为了提高串行通信的抗干扰能力，往往用多 个时钟调制一个二进制数据，调制一个二进制 数据的收/发时钟个数称为波特率系数n。 收/发时钟频率与波特率之间的关系： 收/发时钟频率=n×波特率 一般n取1, 16, 32和64等。对于异步通信，常采用 n=16；对于同步通信，则必须取n =1
现代微机原理与接口技术 8.1.4信号调制解调 原因:如果数字信号直接在公用电话网的传输线上 传送,高次谐波的衰减会很厉害,从而使信号到了接 收端后将发生严重畸变和失真。 解决:发送方使用调制器( Modulator),把要传 送的数字信号调制转换为适合在线路上传输的音频模 拟信号;接收方则使用解调器( Demodulator)从线 路上测出这个模拟信号,并还原成数字信号。 控制 专设线或交换线 控制 (电话线) M 计算机 串收 O 0发串 计 接 发 D D 行接口 算机 口 E E 音频模拟信号|N Department of Computer Science Engineering 「计算机科学与工程系 http://qsyang.yeah.net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 6 8.1.4 信号调制解调 原因：如果数字信号直接在公用电话网的传输线上 传送，高次谐波的衰减会很厉害，从而使信号到了接 收端后将发生严重畸变和失真。 解决：发送方使用调制器（Modulator），把要传 送的数字信号调制转换为适合在线路上传输的音频模 拟信号；接收方则使用解调器（Demodulator）从线 路上测出这个模拟信号，并还原成数字信号
调制方法:按照调制技术的不同分为调频(米 代微机原理与接 FM)、调幅(AM)和调相(PM)三种,根 据传输数字信号的变化规律去调整载波的频率 幅度或相位 数字信号 调幅 调相 0/0 7 utP.//yuyang yau. net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 7 调制方法：按照调制技术的不同分为调频（ FM）、调幅（AM）和调相（PM）三种，根 据传输数字信号的变化规律去调整载波的频率 、幅度或相位
现代微机原理与接口技术 81.5信道复用 时分多路复用TDM( Time Division Multiplexing),就 是将一条物理传输线路按时间分成若干时间片轮换地 为多个信号所占用,每个时间片由复用的一个信号占 用。 频分多路复用FDM( Frequency division Multiplexing)就是利用频率调制原理,将要同时传 送的多个信号进行频谱搬移,使它们互不重叠地占 据信道频带的不同频率段,然后经发送器从同一信 道上同时或不同时地发送出去 计算机串行数据通信及其接口中使用时分多路复用 系统。 Department of Computer Science Engineering 算机科学与工程系 http://qsyang.yeah.net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 8 8.1.5 信道复用 时分多路复用TDM(Time Division Multiplexing)，就 是将一条物理传输线路按时间分成若干时间片轮换地 为多个信号所占用，每个时间片由复用的一个信号占 用。 频分多路复用FDM(Frequency Division Multiplexing)就是利用频率调制原理，将要同时传 送的多个信号进行频谱搬移，使它们互不重叠地占 据信道频带的不同频率段，然后经发送器从同一信 道上同时或不同时地发送出去。 计算机串行数据通信及其接口中使用时分多路复用 系统
现代微机原理与接口技术 81.6串行通信基本方式 异步串行通信 在通信的数据流中,字符间异步,字符内 部各位间同步。异步通信方式的“异步”主要 体现在字符与字符之间通信没有严格的定时要 求。然而,一旦传送开始,收发双方则以预 先约定的传输速率,在时钟的作用下,传送这 个字符中的每一位 Department of Computer Science Engineering 算机科学与工程系 http://qsyang.yeah.net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 9 8.1.6 串行通信基本方式 异步串行通信 在通信的数据流中，字符间异步，字符内 部各位间同步。异步通信方式的“异步”主要 体现在字符与字符之间通信没有严格的定时要 求。然而，一旦传送开始，收/发双方则以预 先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这 个字符中的每一位
现代微机原理与接口技术 同步申行通信 数据流中的字符与字符之间和字符内部的 位与位之间都同步。同步串行通信是以数据块 (字符块)为信息单位传送,而每帧信息包括 成百上千个字符,因此传送一旦开始,要求每 帧信息内部的每一位都要同步。 Department of Computer Science Engineering 10 算机科学与工程系 http://qsyang.yeah.net
http://qsyang.yeah.net 现代微机原理与接口技术 10 同步串行通信 数据流中的字符与字符之间和字符内部的 位与位之间都同步。同步串行通信是以数据块 （字符块）为信息单位传送，而每帧信息包括 成百上千个字符，因此传送一旦开始，要求每 帧信息内部的每一位都要同步