串行通信接口及其应用
概述 ——
通信：计算机与外部的信息交换
通信方式：并行与串行通信
串行优势：利用现有信道。长距离传输。
串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念串行通信异步通信：无公共时标同步通信：有公共时标串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 异步与同步
异步通信的数据格式起始位 数据位 奇偶校验位 停止位串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 异步与同步
同步通信方式开始标志 数据场 校验码
SDLC/HDLC同步规程，数据帧地址场 控制场 结束标志串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 异步与同步
校验码
奇偶校验,奇校验：校验位 =a1+a2+~an+1
偶校验：校验位 =a1+a2+~an
发送方
10001110
用奇校验则 p=1+1+1+1=0
接收方正确接收：
010001110
接收方接收错误：
110011110
接收方接收错误：
010111110
只能判断奇数个数据出错不能判断偶数个数据出错串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 异步与同步
校验码
循环校验 CRC码,在 K位信息码后拼接 R位校验码。可发现并纠正错误。
模 2运算
0+0=0,0+1=1,1+0=0,1+1=0
串行通信接口及其应用模 2运算
0+0=0,0+1=1,1+0=0,1+1=0
101 101 10000
101
010
000
100
101
01
串行通信接口及其应用
循环校验 CRC码,
设信息长度为 K的信息码对应多项式为：
M（ X） =MK-1XK-1+MK-2XK-2+~+M1X1+M0
附加 R位后生成 N位循环码。设生成多项式为 G（ X）
则 M（ X） =M K-1 X K-1 +M K-2 X K-2 +~+M1X1 +M0
附加 R位后，得到 N位循环码，其生成多项式为 G（ X）
有,M（ X） X r =Q（ X） +R（ X）
N位的循环冗余码 CRC码：
C（ X） =M（ X） X r +R（ X）
G(X) G(X)
串行通信接口及其应用循环校验 CRC码,
CRC码校验原理发送时,CRC生成器由输出的数据信息和
（ X）计算出 CRC码。附在数据串后发送出去。
接收时，数据串和 CRC码一起被读出，送到接受设备的 CRC生成器进行计算。
若 C（ X） /G（ X） =0，则无错否则，出错。由循环规律可确定出错位并加以纠正。
串行通信接口及其应用循环校验 CRC码,
例,4位有效信息 1100，求 CRC码。
生成多项式为,G（ X） =1011
M（ X） =X +X =1100
M（ X） X =X +X =1100000
G（ X） =X +X +1=1011
M（ X） X =1100000 =1110+ 010
M（ X） X +R（ X） =1100000+010=1100010
3 2
3 6 5
2
3
3
G（ X） 1011 1011
串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 — 串行通信连接方式
A
发送器
B
接收器
A
发送 /接收器
B
接收 /发送器
B
发送 /接收器
A
接收 /发送器
D
单工半双工全双工串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 调制和解调
计算机间的远距离有线通信，有时要通过电话线。电话线只能传输调频制的音频信息。因此，要用 调制解调器 完成由数字到模拟及由模拟到数字的转换。
串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 调制和解调计算机接口 Modem
C
R
T
Modem 终端
C
R
T
长距离串行通信串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 调制和解调
Modem基本部件：
调制器 /解调器缓冲电路载波检测器振铃检测器拨号音检测器串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
定义 DTE和 DCE间的接口信息数据终端设备 数据通信设备串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
有以下信号：
TXD 发送数据
RXD 接收数据
RTS 请求发送
CTS 清除发送
DSR MODEM就绪
DCD 接收线信号测定器
DTR 数据终端就绪
AA 保护 地
AB 信号地
CE 振铃指示器串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
计算机
MODEM
AB
BA
RTS
CTS
RXD
CC
载波检测串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
计算机 终端地发送数据接收数据请求发送清除发送串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
电器规范：
最大短路电流 0。 5A
空载输出 V〈 25V
负载电阻 3000~7000
TTL电平串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
3） 20mA电流环标准,
用于接口或终端和 MODEM间的数据传送。
电流通过环路表示信号传号，否则为空号。
可由光电耦合器转换成 TTL电平。
有源端 无源端20mA
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
1） 异步串行接口的基本结构,
状态寄存器 控制寄存器数据总线缓冲器发送缓冲寄存器 TBR
接收缓冲寄存器 RBR
发送移位寄存器
TSR控制接收移位寄存器
RSR控制数据线串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
2） 8250可编程异步通信接口,
数据输入输出缓冲器 D0~D7
读 /写控制逻辑,CS0,CS1,CS2,ADS,A0，
A1,A2DISTR,DOSTR,DDIS，
MR,XTAL1,XTAL2,CSOUT，
INTRPT
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
2） 8250可编程异步通信接口,
调制解调器控制逻辑,DSR,DTR,RTS,CTS，
RLSD,RI,OUT1,OUT2
接收器逻辑,RCLK,S/N
发送器逻辑,BAUDOUT,SOUT
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
线路控制寄存器 LCR
DLAB SB SP EPS PEN STB WLS1 WLS0
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
波特率因子寄存器发送保持寄存器接受数据寄存器串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
中断允许寄存器
0 0 0 0 D3 D2 D1 D0
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
中断标识寄存器
0 0 0 0 0 D2 D1 D0
中断标识串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
线路状态寄存器
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
MODEM控制寄存器
0 0 0 D4 D3 D2 D1 D0
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
MODEM状态寄存器
RLSD RI DSR CTS /RLSD /RI /DSR /CTS
串行通信接口及其应用
小结：
1）异步串行通信与同步串行通信异同点
2）异步串行通信数据格式
3） MODEM的作用
4） RS232C的作用
5）单工，双工，半双工的意义
6）异步串行接口基本结构
7）什么叫奇 /偶校验,CRC校验？
8） 8250可编程异步通信接口有哪些逻辑和寄存器？
概述 ——
通信：计算机与外部的信息交换
通信方式：并行与串行通信
串行优势：利用现有信道。长距离传输。
串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念串行通信异步通信：无公共时标同步通信：有公共时标串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 异步与同步
异步通信的数据格式起始位 数据位 奇偶校验位 停止位串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 异步与同步
同步通信方式开始标志 数据场 校验码
SDLC/HDLC同步规程，数据帧地址场 控制场 结束标志串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 异步与同步
校验码
奇偶校验,奇校验：校验位 =a1+a2+~an+1
偶校验：校验位 =a1+a2+~an
发送方
10001110
用奇校验则 p=1+1+1+1=0
接收方正确接收：
010001110
接收方接收错误：
110011110
接收方接收错误：
010111110
只能判断奇数个数据出错不能判断偶数个数据出错串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 异步与同步
校验码
循环校验 CRC码,在 K位信息码后拼接 R位校验码。可发现并纠正错误。
模 2运算
0+0=0,0+1=1,1+0=0,1+1=0
串行通信接口及其应用模 2运算
0+0=0,0+1=1,1+0=0,1+1=0
101 101 10000
101
010
000
100
101
01
串行通信接口及其应用
循环校验 CRC码,
设信息长度为 K的信息码对应多项式为：
M（ X） =MK-1XK-1+MK-2XK-2+~+M1X1+M0
附加 R位后生成 N位循环码。设生成多项式为 G（ X）
则 M（ X） =M K-1 X K-1 +M K-2 X K-2 +~+M1X1 +M0
附加 R位后，得到 N位循环码，其生成多项式为 G（ X）
有,M（ X） X r =Q（ X） +R（ X）
N位的循环冗余码 CRC码：
C（ X） =M（ X） X r +R（ X）
G(X) G(X)
串行通信接口及其应用循环校验 CRC码,
CRC码校验原理发送时,CRC生成器由输出的数据信息和
（ X）计算出 CRC码。附在数据串后发送出去。
接收时，数据串和 CRC码一起被读出，送到接受设备的 CRC生成器进行计算。
若 C（ X） /G（ X） =0，则无错否则，出错。由循环规律可确定出错位并加以纠正。
串行通信接口及其应用循环校验 CRC码,
例,4位有效信息 1100，求 CRC码。
生成多项式为,G（ X） =1011
M（ X） =X +X =1100
M（ X） X =X +X =1100000
G（ X） =X +X +1=1011
M（ X） X =1100000 =1110+ 010
M（ X） X +R（ X） =1100000+010=1100010
3 2
3 6 5
2
3
3
G（ X） 1011 1011
串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 — 串行通信连接方式
A
发送器
B
接收器
A
发送 /接收器
B
接收 /发送器
B
发送 /接收器
A
接收 /发送器
D
单工半双工全双工串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 调制和解调
计算机间的远距离有线通信，有时要通过电话线。电话线只能传输调频制的音频信息。因此，要用 调制解调器 完成由数字到模拟及由模拟到数字的转换。
串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 调制和解调计算机接口 Modem
C
R
T
Modem 终端
C
R
T
长距离串行通信串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
1）串行通信基本概念 —— 调制和解调
Modem基本部件：
调制器 /解调器缓冲电路载波检测器振铃检测器拨号音检测器串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
定义 DTE和 DCE间的接口信息数据终端设备 数据通信设备串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
有以下信号：
TXD 发送数据
RXD 接收数据
RTS 请求发送
CTS 清除发送
DSR MODEM就绪
DCD 接收线信号测定器
DTR 数据终端就绪
AA 保护 地
AB 信号地
CE 振铃指示器串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
计算机
MODEM
AB
BA
RTS
CTS
RXD
CC
载波检测串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
计算机 终端地发送数据接收数据请求发送清除发送串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
2） 串行总线标准 RS-232:
电器规范：
最大短路电流 0。 5A
空载输出 V〈 25V
负载电阻 3000~7000
TTL电平串行通信接口及其应用
9,1 —— 异步通信接口
3） 20mA电流环标准,
用于接口或终端和 MODEM间的数据传送。
电流通过环路表示信号传号，否则为空号。
可由光电耦合器转换成 TTL电平。
有源端 无源端20mA
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
1） 异步串行接口的基本结构,
状态寄存器 控制寄存器数据总线缓冲器发送缓冲寄存器 TBR
接收缓冲寄存器 RBR
发送移位寄存器
TSR控制接收移位寄存器
RSR控制数据线串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
2） 8250可编程异步通信接口,
数据输入输出缓冲器 D0~D7
读 /写控制逻辑,CS0,CS1,CS2,ADS,A0，
A1,A2DISTR,DOSTR,DDIS，
MR,XTAL1,XTAL2,CSOUT，
INTRPT
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
2） 8250可编程异步通信接口,
调制解调器控制逻辑,DSR,DTR,RTS,CTS，
RLSD,RI,OUT1,OUT2
接收器逻辑,RCLK,S/N
发送器逻辑,BAUDOUT,SOUT
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
线路控制寄存器 LCR
DLAB SB SP EPS PEN STB WLS1 WLS0
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
波特率因子寄存器发送保持寄存器接受数据寄存器串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
中断允许寄存器
0 0 0 0 D3 D2 D1 D0
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
中断标识寄存器
0 0 0 0 0 D2 D1 D0
中断标识串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
线路状态寄存器
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
MODEM控制寄存器
0 0 0 D4 D3 D2 D1 D0
串行通信接口及其应用
9,2 —— 异步通信适配
3） 8250内部寄存器功能,
MODEM状态寄存器
RLSD RI DSR CTS /RLSD /RI /DSR /CTS
串行通信接口及其应用
小结：
1）异步串行通信与同步串行通信异同点
2）异步串行通信数据格式
3） MODEM的作用
4） RS232C的作用
5）单工，双工，半双工的意义
6）异步串行接口基本结构
7）什么叫奇 /偶校验,CRC校验？
8） 8250可编程异步通信接口有哪些逻辑和寄存器？
