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串口通讯
贡献者：angelazhang浏览：617次 创建时间：2014-12-11
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串口通信(Serial Communication)， 是指外设和计算机间，通过数据信号线 、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度比并行传输低。
基本简介
·应用
·工作方式
·接口标准
2电路组成
·概述
·简介
1基本简介
应用
随着计算机系统的应用和微机网络的发展，通信功能越来越显得重要.这里所说的通信是指计算机与外界的信息交换.因此，通信既包括计算机与外部设备之间，也包括计算机和计算机之间的信息交换.由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息，所用的传输线少，并且可以借助现成的电话网进行信息传送，因此，特别适合于远距离传输.对于那些与计算机相距不远的人－机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等，采用串行方式交换数据也很普遍.在实时控制和管理方面，采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中，各 CPU 之间的通信一般都是串行方式.所以串行接口是微机应用系统常用的接口。许多外设和计算机按串行方式进行通信，这里所说的串行方式，是指外设与接口电路之间的信息传送方式，实际上，CPU 与接口之间仍按并行方式工作.
工作方式
由于 CPU 与接口之间按并行方式传输，接口与外设之间按串行方式传输，因此，在串行接口中，必须要有 " 接收移位寄存器 " （串→并）和 " 发送移位寄存器 " （并→串）. 在数据输入过程中，数据 1 位 1 位地从外设进入接口的 " 接收移位寄存器 ",当 " 接收移位寄存器 " 中已接收完 1 个字符的各位后，数据就从 " 接收移位寄存器 " 进入 " 数据输入寄存器 " . CPU 从 " 数据输入寄存器 " 中读取接收到的字符.（并行读取，即 D7~D0 同时被读至累加器中）. " 接收移位寄存器 " 的移位速度由 " 接收时钟 " 确定.
在数据输出过程中，CPU 把要输出的字符（并行地）送入 " 数据输出寄存器 "," 数据输出寄存器 " 的内容传输到 " 发送移位寄存器 ",然后由 " 发送移位寄存器 " 移位，把数据 1 位 1 位地送到外设. " 发送移位寄存器 " 的移位速度由 " 发送时钟 " 确定.
接口中的 " 控制寄存器 " 用来容纳 CPU 送给此接口的各种控制信息，这些控制信息决定接口的工作方式.
" 状态寄存器 " 的各位称为 " 状态位 ",每一个状态位都可以用来指示数据传输过程中的状态或某种错误.例如，用状态寄存器的 D5 位为 "1" 表示 " 数据输出寄存器 " 空，用 D0 位表示 " 数据输入寄存器满 ",用 D2 位表示 " 奇偶检验错 " 等.
能够完成上述 " 串 <- -> 并 " 转换功能的电路，通常称为 " 通用异步收发器 " (UART ：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter），典型的芯片有：Intel 8250/8251,16550
接口标准
⑴实现数据格式化：因为来自CPU的是普通的并行数据，所以，接口电路应具有实现不同串行通信方式下的数据格式化的任务。在异步通信方式下，接口自动生成起止式的帧数据格式。在面向字符的同步方式下，接口要在待传送的数据块前加上同步字符。
⑵进行串-并转换：串行传送，数据是一位一位串行传送的，而计算机处理数据是并行数据。所以当数据由计算机送至数据发送器时，首先把串行数据转换为并行数才能送入计算机处理。因此串并转换是串行接口电路的重要任务。
⑶控制数据传输速率：串行通信接口电路应具有对数据传输速率——波特率进行选择和控制的能力。
⑷进行错误检测：在发送时接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他校验码。在接收时，接口电路检查字符的奇偶校验或其他校验码，确定是否发生传送错误。
⑸进行TTL与EIA电平转换：CPU和终端均采用TTL电平及正逻辑，它们与EIA采用的电平及负逻辑不兼容，需在接口电路中进行转换。
⑹提供EIA-RS-232C接口标准所要求的信号线：远距离通信采用MODEM时，需要9根信号线；近距离零MODEM方式，只需要3根信号线。这些信号线由接口电路提供，以便与MODEM或终端进行联络与控制。（理论性强）
2电路组成
概述
为了完成上述串行接口的任务，串行通信接口电路一般由可编程的串行接口芯片、波特率发生器、EIA与TTL电平转换器以及地址译码电路组成。
简介
其中，串行接口芯片，随着大规模集成电路技术的发展，通用的同步（USRT）和异步（UART）接口芯片种类越来越多，如下表所示。它们的基本功能是类似的，都能实现上面提出的串行通信接口基本任务的大部分工作，且都是可编程的。采用这些芯片作为串行通信接口电路的核心芯片，会使电路结构比较简单。
开放分类
参考资料
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