第10章 串行通信(南通大学)(陈继红)

1．RS-232C的引脚定义
RS-232C接口标准使用标准的25针D型连接器即 DB-25。PC机已使用9针连接器取代25针连接器。
9针连接器 引脚号
3 2 7 8 6 5 1 4 9
25针连接器 引脚号
1 2 3 4 5 6 7 8 20 22 15 17
名称
保护地 发送数据TxD 接收数据RxD 请求发送RTS 清除发送CTS 数据装置准备好DSR 信号地GND 载波检测CD 数据终端准备好DTR 振铃提示RI 发送时钟TxC 接收时钟RxC
2．结构
其中寄存器： THR、TSR RBR、RSR LCR LSR DLH DLL MCR MSR IER IIR
（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。
由于RS-232C的EIA电平与微机的逻辑电平 (TTL电平或CMOS电平) 不兼容．所以两者间需 要进行电平转换。MCl488(完成TTL电平到EIA 电平的转换)和MCl489(完成EIA电平到TTL电平 的转换)等芯片。
MAX232电平转换电路如图所示，能实现两路TTL 电平到EIA电平、两路EIA电平到TTL电平的转换。
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。
（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。
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。
【例题10.1】设数据帧为1位起始位、1位终止位、7位数据 位、1位奇偶校验位，传送的波特率为1200（波特）。用7 位数据位代表一个字符，求最高字符传送速度。
解：1200（位/秒）/10（位）＝ 120（字符） 【例题10.2】设数据帧为1位起始位、2位终止位、8位数据
位、1位奇偶校验位，要求每秒传送字符数大于1000字节， 则波特率应大于多少波特？
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。
10.1.6 串行接口标准RS-232C
最初 RS-232C串行接口的设计目的是用于连接 调制解调器。目前，RS-232C已成为数据终端设备 DTE(例如计算机)与数据通信设备DCE(例如调制解 调器)的标淮接口。利用RS-233C接口不仅可以实 现远距离通信，也可以近距离连接两台微机或电 子设备。
解：12（位/秒）×1000＝ 12000（字符），波特率应Baidu Nhomakorabea于 12000位/秒。
10.1.3 同步串行通信
同步传送时，无需起始位、停止位。每一帧包 含较多的数据，在每一帧开始处使用1-2个同步 字符以表示一帧的开始。
10.1.4 串行通信中的数据传送模式
1、单工 2、半双工 3、全双工
10.1.5 信号的调制和解调
10.2 通用可编程串行通信接口芯片NS8250
10.2.1 NS8250概述
1．基本功能 ● 支持串行异步通信协议 ● 支持全双工通信 ● 数据位可选5～8位，停止位可选1、1．5或2位， 可奇偶校验，具有奇偶、帧和溢出错误的检测。 ● 具有带优先级排序的中断系统，有多种中断源 ● 发送和接收均采用双缓冲器结构。 ● 使用单一的5V电源，40脚双列直插型封装。
10.1.2 异步串行通信
异步传送是计算机通信中常用的串行通信方式。异步是指 发送端和接收端不使用共同的时钟，也不在数据中传送同步 信号。在这种方式下，收方与发方之间必须约定数据帧格式 和波特率。
1. 数据帧格式
2、波特率(Baud Rate)
波特率是衡量串行数据传送速度的参数，是指 单位时间内传送二进制数据的位数，以位/秒为单 位（或bps,bit/s），也称为波特。
2．RS-232C的连接
计算机由RS-232C接口连接调制解调器
两台微机直接利用RS-232C接口进行短距离通信
3．RS-232C的电气特征
高电平为+3V～+15V，低电平为-3V～-15V。 实际应用中常采用±12v或±15v。
高电平表示逻辑0，用符号SPACE(空号)表示； 低电平表示逻辑1，用符号MARK(传号)表示。
25针连接器 引脚号
12 13 14 16 19 21 23 24 9、10 11 18 25
名称
次信道载波检测 次信道清除发送 次信道发送数据 次信道接收数据 次信道请求发送 信号质量检测 数据信号速率选择 终端发生器时钟 保留 未定义 未定义 未定义
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。
10.1 基本概念
10.1.1 串行通信与并行通信
并行通信是指利用多根传输线将多位数据同时进行传送。1字节 的数据通过8条传输线同时发送。由于并行通信方式使用的线路 多，一般用在如计算机与打印机等距离短、数据量大的场合。 串行通信是指利用一条传输线将数据一位一位地按顺序分时传 输。当传送一字节的数据时，8位数据通过一条线分8个时间段 发出，发出顺序一般是由低位到高位。