计算机通信接口技术第4章.
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计算机网络课后习题参考答案第四章
第四章网络层1.网络层向上提供的服务有哪两种？是比较其优缺点。
网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易2.网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域进行网络互连时，需要解决共同的问题有：不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术不同的用户接入控制不同的服务（面向连接服务和无连接服务）不同的管理与控制方式3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别？中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
网络层中继系统：路由器(router)。
网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议：实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
5.IP地址分为几类？各如何表示？IP地址的主要特点是什么？分为ABCDE 5类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。
计算机网络技术基础-4
其表示为文本字符串。 （1）冒号十六进制格式。
这是IPv6地址的首选格式，格式为n:n:n:n:n:n:n:n。 每个n由4位十六进制数组成，对应16位二进制数。例如： 3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:0098:3210:0002。
4.2.2 IPV6地址的表示
（2）压缩格式 在IPv6地址的冒号十六进制格式中，常会出现一个
4.2.1 IPV6的新特性
巨大的地址空间 数据处理效率提高 良好的扩展性 路由选择效率提高 支持自动配置和即插即用 更好的服务质量 内在的安全机制 全新的邻居发现协议 增强了对移动IP的支持 增强的组播支持
4.2.2 IPV6地址的表示
1. IPv6地址的文本格式 IPv6地址的长度是128位，可以使用以下3种格式将
或多个段内的各位全为0的情况，为了简化对这些地址的 写入，可以使用压缩格式。在压缩格式中，一个或多个各 位全为0的段可以用双冒号符号（::）表示。此符号只能 在地址中出现一次。例如，未指定地址 0:0:0:0:0:0:0:0 的压缩形式为::；环回地址0:0:0:0:0:0:0:1 的压缩形式 为::1；单播地址3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0的压缩形 式为3FFE:FFFF::8:800:20C4:0。
IPv4地址::= {<网络标识>,<子网标识>,<主机标识>}。
4.1.4 IPV4地址的分配方法
1. 静态分配IPv4地址 静态分配IPv4地址就是将IPv4地址及相关信息设置到
每台计算机和相关设备中，计算机及相关设备在每次启动 时从自己的存储设备获得的IPv4地址及相关信息始终不变。 2. 使用DHCP分配IPv4地址
4.1.3 子网掩码
这是IPv6地址的首选格式，格式为n:n:n:n:n:n:n:n。 每个n由4位十六进制数组成，对应16位二进制数。例如： 3FFE:FFFF:7654:FEDA:1245:0098:3210:0002。
4.2.2 IPV6地址的表示
（2）压缩格式 在IPv6地址的冒号十六进制格式中，常会出现一个
4.2.1 IPV6的新特性
巨大的地址空间 数据处理效率提高 良好的扩展性 路由选择效率提高 支持自动配置和即插即用 更好的服务质量 内在的安全机制 全新的邻居发现协议 增强了对移动IP的支持 增强的组播支持
4.2.2 IPV6地址的表示
1. IPv6地址的文本格式 IPv6地址的长度是128位，可以使用以下3种格式将
或多个段内的各位全为0的情况，为了简化对这些地址的 写入，可以使用压缩格式。在压缩格式中，一个或多个各 位全为0的段可以用双冒号符号（::）表示。此符号只能 在地址中出现一次。例如，未指定地址 0:0:0:0:0:0:0:0 的压缩形式为::；环回地址0:0:0:0:0:0:0:1 的压缩形式 为::1；单播地址3FFE:FFFF:0:0:8:800:20C4:0的压缩形 式为3FFE:FFFF::8:800:20C4:0。
IPv4地址::= {<网络标识>,<子网标识>,<主机标识>}。
4.1.4 IPV4地址的分配方法
1. 静态分配IPv4地址 静态分配IPv4地址就是将IPv4地址及相关信息设置到
每台计算机和相关设备中，计算机及相关设备在每次启动 时从自己的存储设备获得的IPv4地址及相关信息始终不变。 2. 使用DHCP分配IPv4地址
4.1.3 子网掩码
精品课件-现代通信网(郭娟)-第四章 以太网
“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大 小。所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为 “冲突检测”。
2020/12/1
发送帧
CSMA/CD工作过程
装配帧
CSMA/CD含有两方面的 内容：载波侦听(CSMA)
Y 总线忙？ N
启动发送并检测冲突
和冲突检测(CD)。 四个步骤：
2020/12/1
MAC地址 网卡上的硬件地址可用来标志插有该网卡的计算机。 路由器上，网卡上的硬件地址可用来标志插有该网卡
的路由器的某个接口。 路由器由于至少同时连接到两个网络上，因此它至少
有两块网卡和两个硬件地址。
1A-24-F6-54路-1由B-器0E00-00-A2-A4-2C-02
1Gbit/s
1Gbit/s
1Gbit/s
10Gbit/s
通用名称
Xerox以太网 Ethernet I Ethernet II 10Base5(粗缆) 10Base2(细缆) 10BaseT 100BaseTX 100BaseFX
1000BaseSX
1000BaseLX
1000BaseT
10GbE
IEEE编号
DIX DIX 802.3 802.3 802.3 802.3u 802.3u 802.3z 802.3z 802.3ab 802.3ae
距离
? 500米 500米 500米
185米 100米 100米 400米
260米 550米 550米 5km
100米
65米 40公里
介质
同轴
同轴
同轴
2020/12/1
Ethernet 帧结构
发送方网络适配器将IP分组 (或其它网络层分组) 封装到 Ethernet 帧中。
2020/12/1
发送帧
CSMA/CD工作过程
装配帧
CSMA/CD含有两方面的 内容：载波侦听(CSMA)
Y 总线忙？ N
启动发送并检测冲突
和冲突检测(CD)。 四个步骤：
2020/12/1
MAC地址 网卡上的硬件地址可用来标志插有该网卡的计算机。 路由器上，网卡上的硬件地址可用来标志插有该网卡
的路由器的某个接口。 路由器由于至少同时连接到两个网络上，因此它至少
有两块网卡和两个硬件地址。
1A-24-F6-54路-1由B-器0E00-00-A2-A4-2C-02
1Gbit/s
1Gbit/s
1Gbit/s
10Gbit/s
通用名称
Xerox以太网 Ethernet I Ethernet II 10Base5(粗缆) 10Base2(细缆) 10BaseT 100BaseTX 100BaseFX
1000BaseSX
1000BaseLX
1000BaseT
10GbE
IEEE编号
DIX DIX 802.3 802.3 802.3 802.3u 802.3u 802.3z 802.3z 802.3ab 802.3ae
距离
? 500米 500米 500米
185米 100米 100米 400米
260米 550米 550米 5km
100米
65米 40公里
介质
同轴
同轴
同轴
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Ethernet 帧结构
发送方网络适配器将IP分组 (或其它网络层分组) 封装到 Ethernet 帧中。
计算机网络技术 课后习题答案 第4章 计算机网络协议与网络体系结构
httpsmtpdnsftptcpudpether接口ppp接口x25接口网络接口层网际层运输层应用层25计算机网络与计算机网络与internetinternet应用应用osi参考模型和tcpip协议模型的对比表osi中的层功能tcpip中的层tcpip协议族应用层文件传输电子邮件文件服务虚拟终端tftphttpsnmpftpsmtpdnstelnet表示层数据格式化代码转换数据加密应用层会话层解除或建立与别的接点的联系传输层提供端对端的接口传输层tcpudp网络层为数据包选择路由互联网层ipicmpripospfbgpigmp数据链路层传输有地址的帧以及错误检测功能光缆无线连接ppparprarp以太网令牌环网fddiwlan广域网协议物理层以二进制数据形式在物理媒体上传输数据同轴电缆双绞线26计算机网络与计算机网络与internetinternet应用应用44计算机网络体系结构441tcpip协议概述442internet网际协议ip443tcpip的配置444tcpip测试445下一代的网际协议27计算机网络与计算机网络与internetinternet应用应用441tcpip协议概述tcpip协议即传输控制协议网际协议transmissioncontrolprotocolinternetprotocol是一种用于网际互连的协议
4．接口
“接口”是同处某地的同一节点系统内相邻层之间信息交换的连接点。 5．网络体系结构
计算机网络是一个十分复杂的系统。将计算机互联的功能划分成有明确 定义的层次，并规定同层实体通讯的协议和邻层间的接口服务。这 种层和协议的集合称之为网络体系结构。
9
计算机网络与Internet应用
4.2.2 OSI参考模型
件;WEB访问和HTTP;对远程主机的Telnet等,对应的通信应用协议 如 P34所列8种。 OSI/RM清晰地定义了服务,接口和协议三个概念,将功能与 实现细节分开,概括性强,理论完整, 便于理解,普遍实用性强,至 今仍被用于理论学习和系统分析;但OSI 协议实现复杂,没有商业 驱动力,未被实际采用。
4．接口
“接口”是同处某地的同一节点系统内相邻层之间信息交换的连接点。 5．网络体系结构
计算机网络是一个十分复杂的系统。将计算机互联的功能划分成有明确 定义的层次，并规定同层实体通讯的协议和邻层间的接口服务。这 种层和协议的集合称之为网络体系结构。
9
计算机网络与Internet应用
4.2.2 OSI参考模型
件;WEB访问和HTTP;对远程主机的Telnet等,对应的通信应用协议 如 P34所列8种。 OSI/RM清晰地定义了服务,接口和协议三个概念,将功能与 实现细节分开,概括性强,理论完整, 便于理解,普遍实用性强,至 今仍被用于理论学习和系统分析;但OSI 协议实现复杂,没有商业 驱动力,未被实际采用。
哈工大威海计算机学院 计算机组成原理课件第4章 总线
特点：按位串行传送； 按应答方式进行联系。 这种方式要求数据格式中设置同步信息。 异步串行数据格式如下：
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 起始位 （低） 数据位
奇偶 停止位 校验位 （高）
异步串行通信的数据传输率可以用波特率和比特率来衡量 波特率—单位时间内传送二进制数据的位数，单位：bps 比特率—单位时间内传送二进制有效数据的位数，单位：bps 例：在异步串行传输系统中，若字符格式为：1个起始位、7个 数据位、1个奇校验位、1个终止位。假设每秒传输120个数据 帧，试计算波特率及比特率。 解：由题意知，一帧包括 1+7+1+1＝10位 所以波特率为（1+7+1+1）×120＝1200bps
采用存储器为核心的分散连接结构，虽采用中断、 DMA等技术，仍无法解决I/0设备与主机之间连接的 灵活性。 目前：总线连接
二.总线及其技术特点
1、总线：是计算机系统中各部件之间的公共的 信息传递通道。
2、技术特点
1）使系统中的连线大大减少，可靠性高 2）便于硬件和软件的标准化，便于接口设计 3）易于系统模块化，可替换性好 4）便于维修，即可维护性好 5）任意时刻只有一个源发送（主设备），可由多 个部件接收（从设备） 6）有仲裁机制 7）缺点：传输率受带宽限制，且总线一旦故障， 整个系统将瘫痪
离来安排公共时钟周期时间）。 特点： 控制简单； 灵活性差；
当系统中各部件速度差异较大时，严重影响总线
工作效率；
适合于短距离、各部件速度较接近的场合。
2)异步通信：
异步通信是和同步通信完全对立的通信方式，通信双 方无统一的时钟标准来控制数据的传送过程，各部件可按 各自所需的实际时间使用总线。 时间配合：主/从部件间采用应答（握手）方式建立
第四章计算机网络技术练习及答案
B. 蓝牙
C. ISDN
D. ADSL
33. 用户通过电话拨号上网时必须使用 MODEM，其最主要的功能是________。
A. 将数字信号与音频模拟信号进行转换
B. 对数字信号进行压缩编码和解码
C. 将模拟信号进行放大 D. 对数字信号进行加密和解密 34. 外置 MODEM 与计算机连接时，现在大多使用________。
户身份后授予一定的访问权限。身份鉴别/身份认证/真实性鉴别 19. 目前大多数银行的 ATM 柜员机是将 IC 卡或磁卡和________结合起来进行身份鉴别的。
口令 20. 因特网中的________是将内网与外网相隔离的技术，目的是保障内网的信息安全。防火
另一种是在链源所在文本（件）内部有标记的某个地方，该标记通常称为______。书签 16. 从概念上讲，Web 浏览器由一组客户程序、一组解释器和一个作为核心来管理它们的
_________程序所组成。控制 17. 使用计算机对数据进行加密时，通常将加密前的原始数据（消息）称为________；加密
后的数据称为密文。明文 18. 人的眼底虹膜具有与指纹一样特有的纹理，常被用来作为________的依据，以便确定用
________。
A. 网络协议
C. 网络拓扑结构
B. 网络服务器
D. 网络终端
6. 在 C/S 模式的网络数据库体系结构中，应用程序都放在________上。
A. Web 浏览器
C. Web 服务器
B. 数据库服务器
D. 客户机
7. 将网络划分为广域网（WAN）、城域网（MAN）和局域网（LAN）主要是依据________。
A. 接入计算机所使用的操作系统
C. 网络拓扑结构
计算机网络技术第4章 局域网
Aloha：夏威夷人的问候语，欢迎，再见
2022/3/23
25
以太网名字的由来
1973年，Bob Metcalfe将该系统命名为“以太网 ――Ethernet”。“ 以太网――Ethernet”中的“ether” 源于物理学名词，“以太”最初被认为是电磁波的传 输介质，宇宙中充满了“以太”，因此电磁波将被传 输到宇宙的每一个角落。
DIX 以 太 网 标 准 有 两 个 版 本 ： 1980 年 9 月 发 布 的 1.0版本和1982年11月发布的2.0版本。
2022/3/23
27
以太网的标准
1985 年 ， IEEE 在 DIX 以 太 网 标 准 的 基 础 上 制 定 了 IEEE
802.3标准，术语“CSMA/CD――带有冲突检测的载
802.7宽带技术咨询组，为其他分委员会提供宽带网络技术的 建议；
802.8光纤技术咨询组，为其他分委员会提供光纤网络技术的 建议；
802.9综合话音/数据的局域网（IVDLAN）介质访问控制协议 及其物理层技术规范；
802.10局域网安全技术标准；
802.11无线局域网的介质访问控制协议及其物理层技术规范；
第 4 章 局域网(LAN)
4.1 LAN拓扑结构和传输介质 4.2 局域网的IEEE 802标准 4.3 局域网的网络体系结构 4.4 CSMA/CD协议和IEEE 802.3标准 4.5 令牌总线和IEEE 802.4标准 4.6 令牌环和IEEE 802.5标准 4.7 高速局域网技术与无线局域网技术 4.8 综合布线技术
802.12 100Mbps高速以太网按需优先的介质访问控制协议
100V20G22-/3A/23ny LAN。
14
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以太网名字的由来
1973年，Bob Metcalfe将该系统命名为“以太网 ――Ethernet”。“ 以太网――Ethernet”中的“ether” 源于物理学名词，“以太”最初被认为是电磁波的传 输介质，宇宙中充满了“以太”，因此电磁波将被传 输到宇宙的每一个角落。
DIX 以 太 网 标 准 有 两 个 版 本 ： 1980 年 9 月 发 布 的 1.0版本和1982年11月发布的2.0版本。
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以太网的标准
1985 年 ， IEEE 在 DIX 以 太 网 标 准 的 基 础 上 制 定 了 IEEE
802.3标准，术语“CSMA/CD――带有冲突检测的载
802.7宽带技术咨询组，为其他分委员会提供宽带网络技术的 建议；
802.8光纤技术咨询组，为其他分委员会提供光纤网络技术的 建议；
802.9综合话音/数据的局域网（IVDLAN）介质访问控制协议 及其物理层技术规范；
802.10局域网安全技术标准；
802.11无线局域网的介质访问控制协议及其物理层技术规范；
第 4 章 局域网(LAN)
4.1 LAN拓扑结构和传输介质 4.2 局域网的IEEE 802标准 4.3 局域网的网络体系结构 4.4 CSMA/CD协议和IEEE 802.3标准 4.5 令牌总线和IEEE 802.4标准 4.6 令牌环和IEEE 802.5标准 4.7 高速局域网技术与无线局域网技术 4.8 综合布线技术
802.12 100Mbps高速以太网按需优先的介质访问控制协议
100V20G22-/3A/23ny LAN。
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计算机网络技术第四章知识点
第四章知识点1、局域网的定义：是一个允许很多彼此独立计算机在适当的区域内、以适当的传输速率直接进行沟通的数据通信系统。
2、局域网的特点：1）局域网覆盖的地理范围小；2）通信速率较高；3）传输延时小，误码率低;4）局域网通常为一个单位所有，是专用网络，便于管理；5）便于安装和维护，可靠性高；6）影响局域网特性的主要技术因素是传输介质、拓扑结构和介质访问控制方法；7）如果采用宽带局域网，则可以实现对数据、语音和图像的综合传输；在基带网上，采用一定的技术，也有可能实现语音和静态图像的综合传输，可以为办公自动化提供数据传输上的支持；8）协议简单，结构灵活、建网成本低，周期短。
3、在中小型局域网中常用的网络拓扑结构有总线型拓扑结构、星型拓扑结构和环型拓扑结构三种。
4、局域网的体系结构由三层协议构成，即物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）和逻辑链路控制层（LLC）。
5、媒体访问控制层和逻辑链路控制层这两层相当于OSI七层参考模型中的第二层，即数据链路层。
6、在一个系统中，上下层之间通过接口进行通信，用服务访问点（SAP）来定义接口。
7、在局域网参考模型中的LLC子层的顶部有多个L LC服务访问点（LSAP），为OSI高层提供接口端。
8、媒体访问控制服务访问点（MSAP）向LLC实体提供单个接口端；PSAP（物理访问控制点）向MAC实体提供单个接口端9、在OSI参考模型的网络层的顶部有多个网间服务访问点（NSAP），为传输层提供接口端。
10、IEEE802委员会现有13个分委员会。
11、IEEE802.1—概述、体系结构和网络互联，以及网络管理和性能测量。
12、IEEE802.2—逻辑链路控制。
这是高层协议与任何一种局域网MAC子层的接口。
13、IEEE802.3—CSMA/CD。
定义CSMA/CD总线网的MAC子层和物理层的规约。
14、IEEE802.4—令牌总线网。
定义令牌传递总线网的MAC子层和物理层的规约。
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RS-232C由于在发送器与接收器之间有公 共信号地，不可能使用双端信号，因此共模噪 声很容易引入信号系统中，且噪声幅度可高达 好几伏，这是迫使RS-232C使用较高传输电压 的主要原因。另一个原因是为了补偿传输线上 的信号衰减和沿线附加电平的影响。
（4）处理好最大传输速率和最大传输线长度的关系
一般应用情况下，RS-232C的最高传输速率为 20Kb/s，最大传输线长度为30m。
7. RS-422,RS-423和RS449标准
（1）RS-422:规定电气特性、双端传输
（2）RS-429:规定机械连接标准，37脚 （3）RS-423:与RS-232、RS-422兼容 图4-3-8
R
R
T
3. 波特率与收/发时钟
比特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，以 位/秒（bit/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。
4. 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
第 4 章 串行接口
第一节 串行通信的基本概念
1. 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。
5. 机械特性 连接器
6. 20mA电流环接口
（1）信号：20mA电流—“1” 0电流—“0”
（2）电路结构：收发双方形成电流环路 发送器开关 接收器电流检测器 电流源：可以在发送方或接收方 图4-3-6、4-3-7
（3）优点： •双端传输抑制共模干扰 •光电隔离技术 •通信距离比RS232远 （4）说明：20mA电流环接口，目前只是非正式标 准
=2400b/s 2）有效数据位传输位是 ：7×240=1680b/s 3）传输效率是：1680/2400=70%
第二节 调制解调 器
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。
5.异步串行通信协议
Out
0 1 000 0 010 011
先出
D0 D7
后出
比如ASCII 字符 ‘A’, 二进制是0100 0001(8位)
，它们在起始位和2位停止位之间传送，并使用
了1位奇校验位。
为了确保异步串行通信传输正确：
1）采用相反极性的起始位和停止位/空闲位提供准确 的时间基准
2）接收器在每位的中心采样，以获得最大的收/发时 钟频率偏差容限
3）接收器采用比传送波特率更高频率的时钟来控制 采样时间，以提高采样的分辨能力和抗干扰能力。
例题：
异步传输7位ASCII码，如果需要数据传输 速率为240字符/秒，使用1位奇偶校验位和1位 停止位，则：
1）波特率应该是多少？ 2）有效数据位传输位是多少？ 3）传输效率是多少？
答： 1）波特率是
(7位数据位+1位起始位+1位校验位+1位停止位)×240
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。
2.串行通信方式
• 单工方式
T
R
• 半双工方式 T
T
R
R
• 全双工方式 T
DCE→DTE
7 AB（102） SG
信号地
信号公共地
8 CF（109） RLSD，DCD 接收线路信号检测 DCE→DTE
20 CD（108.2）DTR
DTE就绪
DTE→DCE
22 CE（125） RI
振铃指示
DCE→DTE
3. 常用的RS-232C连接 (1)使用MODEM
(2)不使用MODEM
引脚 代号
其他表示法
信号名
方向
1 AA（101） PG
保护地
设备地
2 BA（103） TxD，SD 发送数据
DTE→DCE
3 BB（104） RxD
接收数据
DCE→DTE
4 CA（105） RTS，RS 请求发送
DTE→DCE
5 CB（106） CTS，CS 允许/清除发送 DCE→DTE
6 CC（108） DSR，MR DCE就绪
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
第三节 串行通信接口RS-232C标准 1. 串行通信系统
数据终端设备DTE——数据源和目的地 数据通信设备DCE——使数据符合线路要求
2. 常用的RS-232C信号线
（2）进行电平转换
RS-232C接口采用的是负逻辑，其逻辑电平 与TTL电平不一样，不能兼容。因此，为了实 现与TTL电路的连接，必须进行电平转换。
目前可以使用新型电平转换芯片MAX232和 MAX232A（高速）双组RS-232C发送/接收器， 实现TTL电平与RS-232C电平双向转换。
（3）抗共模噪声干扰
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。
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。
(3) 简单连接 (4)最简单连接（3线5~15)V之间
对于数据线：逻辑“1” (MARK)= -3V~ - 15V ，
逻辑“0” (SPACE) = +3V~+15V 对于控制信号：接通状态（ON）即信号有效
的电平 = +3V~15V 断开状态（OUT）即信号无效 的电平= - 3Ⅴ~ - 15V。
（4）处理好最大传输速率和最大传输线长度的关系
一般应用情况下，RS-232C的最高传输速率为 20Kb/s，最大传输线长度为30m。
7. RS-422,RS-423和RS449标准
（1）RS-422:规定电气特性、双端传输
（2）RS-429:规定机械连接标准，37脚 （3）RS-423:与RS-232、RS-422兼容 图4-3-8
R
R
T
3. 波特率与收/发时钟
比特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，以 位/秒（bit/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。
4. 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
第 4 章 串行接口
第一节 串行通信的基本概念
1. 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。
5. 机械特性 连接器
6. 20mA电流环接口
（1）信号：20mA电流—“1” 0电流—“0”
（2）电路结构：收发双方形成电流环路 发送器开关 接收器电流检测器 电流源：可以在发送方或接收方 图4-3-6、4-3-7
（3）优点： •双端传输抑制共模干扰 •光电隔离技术 •通信距离比RS232远 （4）说明：20mA电流环接口，目前只是非正式标 准
=2400b/s 2）有效数据位传输位是 ：7×240=1680b/s 3）传输效率是：1680/2400=70%
第二节 调制解调 器
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。
5.异步串行通信协议
Out
0 1 000 0 010 011
先出
D0 D7
后出
比如ASCII 字符 ‘A’, 二进制是0100 0001(8位)
，它们在起始位和2位停止位之间传送，并使用
了1位奇校验位。
为了确保异步串行通信传输正确：
1）采用相反极性的起始位和停止位/空闲位提供准确 的时间基准
2）接收器在每位的中心采样，以获得最大的收/发时 钟频率偏差容限
3）接收器采用比传送波特率更高频率的时钟来控制 采样时间，以提高采样的分辨能力和抗干扰能力。
例题：
异步传输7位ASCII码，如果需要数据传输 速率为240字符/秒，使用1位奇偶校验位和1位 停止位，则：
1）波特率应该是多少？ 2）有效数据位传输位是多少？ 3）传输效率是多少？
答： 1）波特率是
(7位数据位+1位起始位+1位校验位+1位停止位)×240
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。
2.串行通信方式
• 单工方式
T
R
• 半双工方式 T
T
R
R
• 全双工方式 T
DCE→DTE
7 AB（102） SG
信号地
信号公共地
8 CF（109） RLSD，DCD 接收线路信号检测 DCE→DTE
20 CD（108.2）DTR
DTE就绪
DTE→DCE
22 CE（125） RI
振铃指示
DCE→DTE
3. 常用的RS-232C连接 (1)使用MODEM
(2)不使用MODEM
引脚 代号
其他表示法
信号名
方向
1 AA（101） PG
保护地
设备地
2 BA（103） TxD，SD 发送数据
DTE→DCE
3 BB（104） RxD
接收数据
DCE→DTE
4 CA（105） RTS，RS 请求发送
DTE→DCE
5 CB（106） CTS，CS 允许/清除发送 DCE→DTE
6 CC（108） DSR，MR DCE就绪
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
第三节 串行通信接口RS-232C标准 1. 串行通信系统
数据终端设备DTE——数据源和目的地 数据通信设备DCE——使数据符合线路要求
2. 常用的RS-232C信号线
（2）进行电平转换
RS-232C接口采用的是负逻辑，其逻辑电平 与TTL电平不一样，不能兼容。因此，为了实 现与TTL电路的连接，必须进行电平转换。
目前可以使用新型电平转换芯片MAX232和 MAX232A（高速）双组RS-232C发送/接收器， 实现TTL电平与RS-232C电平双向转换。
（3）抗共模噪声干扰
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。
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。
(3) 简单连接 (4)最简单连接（3线5~15)V之间
对于数据线：逻辑“1” (MARK)= -3V~ - 15V ，
逻辑“0” (SPACE) = +3V~+15V 对于控制信号：接通状态（ON）即信号有效
的电平 = +3V~15V 断开状态（OUT）即信号无效 的电平= - 3Ⅴ~ - 15V。