1、第1，9章串行通信介面技術(shù)，2，主要內(nèi)容，串行通信基本原理可編程串行異步通信介面8250通用串行總線USB IEEE-1394串行介面，3，9.1串行通信基本原理，4，1，電腦串行通信基礎(chǔ)，多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)的通信功能計(jì)算機(jī)通信是計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備或計(jì)算機(jī)之間的信息通信有兩種茄子方法：并行通信和串行通信。在多微電腦系統(tǒng)及現(xiàn)代測(cè)量系統(tǒng)中，信息交換大部分采用串行通信方式。5，并行通信，并行通信：通常通過多根數(shù)據(jù)線同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)?？刂坪?jiǎn)單，波特率特性快；由于輸電線路多，長(zhǎng)途傳輸費(fèi)用高，收件人大家很難同時(shí)收到。6，串行通信，數(shù)據(jù)字節(jié)除以一位數(shù)，在傳輸線中一個(gè)一個(gè)地傳輸

2、。串行通信特征：輸電線路少，長(zhǎng)途傳輸成本低，電話網(wǎng)等現(xiàn)成設(shè)備可用，但資料傳輸控制比并行通信復(fù)雜。并行和串行通信圖表、7、串行異步通信和串行同步通信，所謂“同步”是徐璐通信的雙方協(xié)調(diào)傳輸和接收之間的行為。為了同步，徐璐通信的雙方應(yīng)共同遵守資料傳輸方式、同步控制方式、錯(cuò)誤處理、響應(yīng)方式、信號(hào)格式等的法規(guī)集稱為通信協(xié)議。目前，用于串行通信內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒椒ㄓ袃煞N：異步和同步，因此有異步和同步通信協(xié)議。異步網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、1、串行異步通信的數(shù)據(jù)類型異步通信異步(ASYNC)，又稱起始和結(jié)束異步通信是電腦通信中最常用的數(shù)據(jù)信息傳輸方法。以字符為單位發(fā)送。字符之間沒有固定間距要求，每個(gè)字符內(nèi)的所有用戶都以固定

3、時(shí)間發(fā)送。接收、發(fā)送雙方進(jìn)行同步的方法是在字符格式中設(shè)置開始位和停止位。在正式發(fā)送有效字符之前，發(fā)射器配置開始位、有效字符位、字符結(jié)束時(shí)停止位、從開始位到停止位的幀。串行異步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式如下圖所示。9，在插圖中，您可以看到以下點(diǎn)：開始位：開始位必須是持續(xù)1位時(shí)間的邏輯“0”前平面。標(biāo)志傳遞一個(gè)字符的開始。數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位為5-8位，是緊接在開始位之后傳遞的字符的有效數(shù)據(jù)位。傳遞時(shí)，首先傳遞字符的低位置，然后傳遞字符的高位置。數(shù)據(jù)位到底有多少，可以設(shè)置為硬件或軟件。奇偶校驗(yàn)位：可以只占用用于奇偶校驗(yàn)或奇偶校驗(yàn)的奇偶校驗(yàn)位之一，也可以不設(shè)置奇偶校驗(yàn)位。停止位：停止位為1位、1.5位或2位，可以設(shè)置

4、軟件。必須展平表示文字傳輸結(jié)束的邏輯“1”?？臻e位：空閑位表示電路空閑。對(duì)于牙齒，電路為邏輯1水平。可能沒有空閑位，在牙齒情況下異步傳輸?shù)男首罡?。?dāng)串行異步通信中的數(shù)據(jù)接收串行異步通信時(shí)，接收方連續(xù)檢測(cè)或監(jiān)視串行輸入線的水平變化，當(dāng)出現(xiàn)有效的開始位時(shí)，知道接下來(lái)是有效的字符位，然后開始接收有效的字符。如果檢測(cè)到停止位，則表明傳輸?shù)淖址呀Y(jié)束。(David aser、Northern Exposure(美國(guó)電視電視劇)、串行異步通信、串行異步通信、串行異步通信)任意時(shí)間間隔后，下一個(gè)字符的傳輸過程將繼續(xù)。通常，接收端的采樣時(shí)鐘周期比發(fā)送字符的位周期短，達(dá)到常用采樣時(shí)鐘頻率位頻率的16倍，這些措

5、施旨在提高抗干擾能力。接收器的采樣時(shí)鐘每次上升對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，以確定接收電纜的低電平是否保持8個(gè)或9個(gè)連續(xù)的時(shí)鐘周期，從而確定傳輸線的低電平是否為實(shí)際開始位。這樣可以防止噪音干擾引起的誤操作，并消除假啟動(dòng)位。相當(dāng)準(zhǔn)確地確定開始位的中點(diǎn)，提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。2，同步網(wǎng)絡(luò)協(xié)議同步方法作為通信的特征，異步方法不需要對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的每個(gè)位進(jìn)行收發(fā)、兩端同步。僅在一個(gè)字符的開始位之后才需要。同步每個(gè)位。另一方面，同步方式通信對(duì)于發(fā)送數(shù)據(jù)的所有人來(lái)說，接收、發(fā)送兩端必須嚴(yán)格保持同步。也就是說，這稱為“位同步”。因此，在同步方式中，發(fā)送和接收，兩端都要使用相同的時(shí)鐘作為時(shí)鐘信號(hào)。以同步方式傳遞的字符沒有開始位和停

6、止位。不是用開始位表示字符的開始，而是可以將發(fā)送和接收雙方的同步方法分為外部同步方法和內(nèi)部同步方法。外部同步方法是在發(fā)送數(shù)據(jù)之前向接收端發(fā)送時(shí)鐘脈沖。接收方根據(jù)牙齒時(shí)鐘頻率調(diào)整自己的計(jì)時(shí)。接收時(shí)鐘頻率鎖定鎖定在接收的時(shí)鐘頻率()上，并將數(shù)據(jù)接收到同步時(shí)鐘(同步)上。內(nèi)部同步方法是接收方從接收的數(shù)據(jù)信息波形本身提取同步的方法。同步通信協(xié)議分為字符定向和位定向。同步通信時(shí)，字符數(shù)據(jù)不允許有間隙。線路空閑或沒有要發(fā)送的字符時(shí)，可以發(fā)送收發(fā)、發(fā)送雙方商定的同步字符。同步通信傳輸效率高，適合快速傳輸大量數(shù)據(jù)。同步網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述如上所述，同步通信協(xié)議可以分為兩個(gè)茄子類別。面向字符的同步網(wǎng)絡(luò)協(xié)議面向位的同步網(wǎng)

7、絡(luò)協(xié)議，*面向字符的同步網(wǎng)絡(luò)協(xié)議BSC的幀格式牙齒協(xié)議作為由多個(gè)字符組成的一個(gè)信息塊一起發(fā)送。信息塊稱為框架。使用特殊定義的字符區(qū)分幀的開始、結(jié)束和分隔，并控制整個(gè)信息更換過程。牙齒協(xié)議的通用幀格式如圖8.21所示。特別定義的字符SYN是同步字符，每個(gè)幀開始幾個(gè)SYN牙齒。接收端1，Synsoh標(biāo)題STX數(shù)據(jù)塊ETB或ETX塊驗(yàn)證，SOH(Start of Header)表示標(biāo)題的開始，稱為序數(shù)。標(biāo)題可以包含源地址、目標(biāo)地址和路由指示符等信息。文本開始(STX)(稱為文本開始字符)表示數(shù)據(jù)正文傳輸?shù)拈_始。數(shù)據(jù)塊是傳輸主體的內(nèi)容。傳輸塊(ETB)稱為組終結(jié)器文本(ETX)，這稱為文本終結(jié)器。ET

8、B的正文很長(zhǎng)，必須分為多個(gè)數(shù)據(jù)塊。如果在徐璐的其他幀中傳遞，則在最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊之后使用，所有其馀數(shù)據(jù)塊都使用ETB。塊校驗(yàn)和是通過檢查從SOH到ETX(或ETB)生成的檢查代碼?？梢杂闷媾夹ｒ?yàn)或CRC確認(rèn)。除了上面提到的特殊字符外，還有其他字符充當(dāng)通信控制。請(qǐng)參閱下表。面向字符的同步通信協(xié)議與異步通信協(xié)議相比，不需要在每個(gè)字符的前后添加開始位和停止位，從而大大提高了傳輸效率。尤其是在傳輸長(zhǎng)數(shù)據(jù)時(shí)。由于牙齒協(xié)議與特定的字符編碼集有密切的關(guān)系，所以對(duì)兼容性不利，實(shí)現(xiàn)也很麻煩，為了克服這一缺點(diǎn)，我們創(chuàng)建了面向位的同步通信協(xié)議。*面向位的同步網(wǎng)絡(luò)協(xié)議面向位的同步通信協(xié)議也稱為面向位的同步通信協(xié)議，主要

9、有SDLC、HDLC和ADCCP等幾種。這些協(xié)議大同小異，在一幀中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位不必是字符的整數(shù)倍?？梢允侨魏伍L(zhǎng)度的位，只要不超過規(guī)定的數(shù)據(jù)位的總長(zhǎng)度。此外，您不需要使用特定的定義文字。而是使用指定的位模式來(lái)分隔幀的開始、結(jié)束和定義控制信息，因此稱為面向位的同步通信協(xié)議。這些協(xié)議中最有名、最常用的協(xié)議是高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC和同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議SDLC，它們具有幾乎相同的幀格式。，*高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC 1，HDLC的幀格式HDLC使用幀作為鏈路上信息傳輸?shù)幕締卧?，幀格式的?nèi)容包括5個(gè)部分，如圖8.23所示。標(biāo)志字段F HDLC以幀為單位發(fā)送，每個(gè)幀以標(biāo)志字符開始，以相同字符結(jié)

10、束。牙齒徽標(biāo)字符使用唯一的8位系列0111111110。地址字段A是標(biāo)志字段后的8位地址，表示輔助工作站的地址。對(duì)于命令幀，它用作接收幀的輔助工作站地址。對(duì)于響應(yīng)幀，用于響應(yīng)的輔助工作站地址，輔助工作站通常是單個(gè)工作站。發(fā)送到廣播時(shí)，輔助站是軍事站，地址段為11111111111時(shí)，用廣播地址表示。地址字段可以擴(kuò)展到16位，以擴(kuò)展尋址范圍。SDLC協(xié)議與HDLC協(xié)議的區(qū)別在于地址字段為16位?？刂谱侄蜟地址字段后面是控制字段。共8位，表示命令和響應(yīng)的類別和功能。HDLC中的幀分為三個(gè)茄子類別，由字段的前兩位數(shù)分隔。第一個(gè)0表示信息幀I，第一個(gè)1表示沒有監(jiān)視幀S或編號(hào)的幀U。s幀和U幀的區(qū)別在于

11、，根據(jù)圖8.23(b)中所示的第二比特，第二比特是監(jiān)視幀，第二比特是未編號(hào)的幀?？刂茍?chǎng)也可以擴(kuò)展到16位，但是默認(rèn)格式保持不變，只有N(S)和N(R)從3位擴(kuò)展到7位?？刂茍?chǎng)的P/F(輪詢/最終)位是詢問/終止位，如果主工作站是探測(cè)位，P為1，則輔助工作站需要響應(yīng)。次要工作站表示最后一幀位，F(xiàn)=1表示次要工作站響應(yīng)的最后一幀，預(yù)測(cè)傳輸結(jié)束。信息章I信息章包含要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，長(zhǎng)度是任意的。在三種茄子類型的幀中，只有信息幀包含信息字段。實(shí)際應(yīng)用受網(wǎng)站緩沖區(qū)容量限制和鏈路錯(cuò)誤特性的限制，通常提供最大長(zhǎng)度。幀驗(yàn)證字段FCS幀驗(yàn)證字段用于錯(cuò)誤驗(yàn)證，通常使用16位CRC驗(yàn)證。驗(yàn)證范圍是地址段中的信息段、標(biāo)志

12、字段和自動(dòng)插入，“0”位不參與CRC驗(yàn)證。2，“0”位插入和刪除技術(shù)0111111110以標(biāo)志字節(jié)形式出現(xiàn)在幀格式的開頭和結(jié)尾，如果信息字段或其他字段中也存在此類字符，則無(wú)法區(qū)分。要確保標(biāo)志字節(jié)的唯一性，請(qǐng)使用“0”位插入和刪除技術(shù)，以避免與其他字段中的信息混淆。發(fā)送方發(fā)送除標(biāo)志字符以外的所有信息(包括地址字段、控制字段和驗(yàn)證字段)時(shí)，每牙齒連續(xù)5個(gè)二進(jìn)制“1”，就會(huì)自動(dòng)插入“0”牙齒。如果接收方在接收數(shù)據(jù)時(shí)連續(xù)接收五個(gè)二進(jìn)制“1”(標(biāo)志字段除外)，則自動(dòng)刪除其后的“0”以恢復(fù)信息的原始格式。示例2: CPU輸出數(shù)據(jù)7F3A，并以HDLC幀格式創(chuàng)建發(fā)送和接收進(jìn)程。解決方法：轉(zhuǎn)移過程如下：7f3

13、a=0111111111110111111111011011011011011011011011011011010發(fā)射器為“0”3，HDLC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銱DLC通信網(wǎng)絡(luò)均由一個(gè)主站和一個(gè)或多個(gè)次站組成，其連接的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问綖樾切?、總線形狀和環(huán)形，如圖所示在圖中，AS工作站是主工作站，其主要功能包括發(fā)送命令(包括數(shù)據(jù)信息)幀、接收響應(yīng)幀和控制整個(gè)鏈路。剩下的是輔助站。主要功能是接收主工作站發(fā)送的命令幀，向主工作站發(fā)送響應(yīng)幀，并與主工作站一起參與鏈路控制，如錯(cuò)誤檢查后恢復(fù)。2，串行通信資料傳輸方法，1 .在串行通信過程中，兩個(gè)設(shè)備之間連接的數(shù)據(jù)路徑有三種茄子方法。1、單操作(simplex)連接的這種

14、連接只能在一個(gè)方向上傳輸數(shù)據(jù)。2，半雙工連接可以在兩個(gè)設(shè)備A、B之間交替進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，但不能同時(shí)發(fā)送或接收。3，池雙工可以在兩個(gè)設(shè)備a和b之間同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。，圖8.8串行通信連接、信號(hào)調(diào)制和曹征串行數(shù)據(jù)在傳輸傳輸線和標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)時(shí)通常使用幅度調(diào)制(AM)、FM (FM)和PM (PM)傳輸數(shù)字信息。振幅調(diào)制是表示稱為傳記號(hào)(mark)的邏輯“1”的水平或電流。用另一個(gè)扁平或電流表示邏輯“0”的稱為空編號(hào)。在傳輸線上顯示的mark/space串行端口，具有mark/space格式的四個(gè)常用茄子標(biāo)準(zhǔn)(TTL標(biāo)準(zhǔn)、RS-232標(biāo)準(zhǔn)、20毫安電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)、60毫安電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn))。TTL標(biāo)準(zhǔn)：表示邏

15、輯“1”的5V級(jí)別；以0V級(jí)別表示邏輯“0”。此處使用正邏輯。RS-232標(biāo)準(zhǔn)：將邏輯“1”顯示為-5V -15V之間的任意級(jí)別。將邏輯“0”表示為5V 15V級(jí)別，這里使用了負(fù)邏輯。20mA電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)。電路具有表示邏輯1的20mA電流，沒有表示邏輯0的20mA電流。60mA電流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)。電路具有表示邏輯1的60mA電流，沒有表示邏輯0的60mA電流。頻率調(diào)制式頻率調(diào)制方法是兩種茄子頻率，二進(jìn)制分別表示邏輯1和邏輯0，通常使用曼徹斯特編碼的標(biāo)準(zhǔn)和堪薩斯城標(biāo)準(zhǔn)。曼徹斯特編碼標(biāo)準(zhǔn)，圖8.3所示的數(shù)據(jù)格式。牙齒標(biāo)準(zhǔn)既有表示二進(jìn)制數(shù)的0和1的平面變化，又有頻率變化。從畫中可以看出。每當(dāng)出現(xiàn)新的二進(jìn)制位，

16、就會(huì)有平面跳躍。如果牙齒位是邏輯1，則中間有水平跳躍。邏輯0僅跳躍位邊。因此，邏輯1的頻率比邏輯0的頻率大兩倍。曼徹斯特編碼標(biāo)準(zhǔn)通常用于兩個(gè)電腦之間的并發(fā)通信?？八_斯城標(biāo)準(zhǔn)，如圖8.4所示的數(shù)據(jù)格式。頻率為1200Hz的四個(gè)周期表示邏輯0。以8個(gè)頻率為2400Hz的周期表示邏輯1。2，圖8.5所示，局域網(wǎng)內(nèi)常用的數(shù)字編碼技術(shù)有三種局域網(wǎng)內(nèi)常用的數(shù)字信號(hào)編碼。NRZ編碼NRZ編碼也稱為非0牙齒編碼，正電壓表示“1”，負(fù)電壓表示“0”，在一碼時(shí)間內(nèi)，電壓不需要恢復(fù)為0。其特點(diǎn)是全寬碼，即一碼占一單位脈沖的寬度。曼徹斯特編碼是曼徹斯特編碼，每個(gè)二進(jìn)制位(碼)中間都有電壓跳躍。電壓的正向跳躍表示“0”，電壓的負(fù)向跳躍表示“1”。由于跳躍發(fā)生在每個(gè)代碼元素的中間位置(伴奏器)，因此可以在接收器中輕松充當(dāng)同步時(shí)鐘，因此這種曼徹斯特編碼也稱為自同步曼徹斯特編碼。目前使用最廣泛的局域網(wǎng)以太網(wǎng)在資料傳輸時(shí)使用牙齒數(shù)字編碼。差分曼徹斯特編碼牙齒編碼是曼徹斯特編碼的修正形式。區(qū)別在于每個(gè)位的開頭是否有表示“0”和“1”的跳轉(zhuǎn)，如果有跳轉(zhuǎn)，則為“0”，如果沒有跳轉(zhuǎn)，則為“1”。每個(gè)位的中間跳躍也是自同步代碼，因?yàn)樗鼉H用作同