微型计算机之串行输入输出接口.pdf

5.6 串行输入输出接口 在计算机领域内，有两种 数据传输方式： 串行传输和并行传输。 串行传输又称为串行通信。 并行和串行数据传输 并行数据传输 数据在多条并行1位（比特）宽的传输线上同时 由源传到目的地。例如，l字节的数据通过8条并 行的传输线同时由源传到目的地。这种传送方式 称为比特并行或字节串行。 串行数据传输 数据在单条1位宽的传输线上，一比特接一 比特地按顺序传送。例如，要把1字节的数据采 用串行方式由源传送到目的地，则1字节数据要 通过同一条传输线分8次由低位到高位，按顺序 一位接一位传输。 串行数据通信要解决两个关键技术 问题，一个是数据传送，另一个是数 据转换。 所谓数据传送，就是指数据以什么 形式进行传送。 所谓数据转换，就是指微机在接受 数据时，如何把接收到的串行数据转 化为并行数据，微机在发送数据时， 如何把并行数据转换为串行数据进行 发送。 串行传送的基本概念 串行传送是在一根传输线上 一位一位地传送，这根线既作 数据线又作联络线，也就是说 要在一根传输线上既传送数据 信息，又传送联络控制信息， 这就是串行传送的第一个特点。 那么，如何来识别在一根线上 串行传送的信息流中，哪一部分是 联络信号，哪一部分是数据信号。 为解决这个问题，就引出了串行通 信的数据格式的约定。因此，串行 传送的第二个特点是它的数据格式 有固定的要求（即固定的数据格 式），分异步和同步数据格式，与 此相应，就有异步通信和同步通信 两种方式。 第三个特点是串行通信中对 信号的逻辑定义与TTL不兼容， 因此，需要进行逻辑关系和逻 辑电平转换。 第四个特点是串行传送信息 的速率需要控制，要求双方约 定通信传输的波特率。 串行传送的特点 • 所用的传输线少，适于远距离 传送 • 数据信息和控制信息可在同一 条线上传送 • 使用的信号电平与TTL不兼容 • 双方需约定传输的波特率 串行通信的数据格式 在串行传输中，通信双方都按通信协议进行。 所谓通信协议是指通信双方的一种约定。约定中 包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步 骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题,作出 统一规定，通信双方必须共同遵守。因此,也叫 做通信控程；或者称为传输控制规程。 目前，采用的通信协议有两类：异步和同步 协议。同步协议又有面向字符（Character-- Oriented ）和面向比特（Bit－Oriented）以及 面向字节计数等。 起止式异步通信数据格式 这种通信方式是把一个字符看作一个独立 的信息单元，并且字符出现在数据流中的相对时 间是任意的，而每一个字符中的各位是以固定的 时间传送。因此，这种传送方式在同一字符内部 是同步的，而字符间是异步的。发送器和接收器 之间可以允许没有共同的时钟，因此，在异步通 信中收发双方取得同步的方法，是采用在字符格 式中设置起始位和停止位的办法。在一个有效字 符正式发送之前，先发送一个起始位，而在字符 结束时再发送一个停止位。当接收器检测到起始 位时，便能知道接着是有效的字符位，便开始接 收字符，检测到停止位时，就知道字符结束了。 同步通信规程 • 以数据块（或字符）块为单位 进行传送 • 收发双方时钟要求严格同步 • 需要界定符 • 无数据传送时，传送同步字符 同步通信的发送器和接收器通常使用同一时 钟源来同步。该时钟不仅对一个字符中的各位之 间进行定时，而且也对字符之间进行定时。同步 传送的字符没有起始位和停止位。它不是用起始 位来表示字符的开始，而是用特定称为同步字符 的二进制序列，来表示开始发送数据。即发送端 总是在正式发送数据信息之前，先发送同步字符 去通知接收器，接收器在收到同步字符之后，便 开始按双方事先约定的速率接收数据。也就是说， 同步传送是用同步字符来做为信息开始传送的标 志和启动信号。 同步通信数据格式 • 面向字符的同步通信数据格式 SYN SYN SOH 标题 STX 数据块 ETB/ETX 块