串口通訊-串口通訊的概念及接口電路
隨著計算機系統的應用和微機網絡的發展,通信功能越來越顯的重要.這里所說的通信是只計算機與外界的信息交換.因此,通信既包括計算機與外部設備之間,也包括計算機和計算機之間的信息交換.由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位的傳送信息,所用的傳輸線少,并且可以借助現成的電話網進行信息傳送,因此,特別適合于遠距離傳輸.對于那些與計算機相距不遠的人－機交換設備和串行存儲的外部設備如終端、打印機、邏輯分析儀、磁盤等,采用串行方式交換數據也很普遍.在實時控制和管理方面,采用多臺微機處理機組成分級分布控制系統中,各 CPU 之間的通信一般都是串行方式.所以串行接口是微機應用系統常用的接口.
許多外設和計算機按串行方式進行通信,這里所說的串行方式,是指外設與接口電路之間的信息傳送方式,實際上, CPU 與接口之間仍按并行方式工作.
1 串行通信的概念
所謂 " 串行通信 " 是指外設和計算機間使用一根數據信號線 ( 另外需要地線 , 可能還需要控制線 ), 數據在一根數據信號線上一位一位地進行傳輸,每一位數據都占據一個固定的時間長度.如圖 1-1 所示.這種通信方式使用的數據線少,在遠距離通信中可以節約通信成本,當然,其傳輸速度比并行傳輸慢.
由于 CPU 與接口之間按并行方式傳輸,接口與外設之間按串行方式傳輸,因此,在串行接口中,必須要有 " 接收移位寄存器 " (串→并)和 " 發送移位寄存器 " (并→串). 在數據輸入過程中,數據 1 位 1 位地從外設進入接口的 " 接收移位寄存器 " ,當 " 接收移位寄存器 " 中已接收完 1 個字符的各位后,數據就從 " 接收移位寄存器 " 進入 " 數據輸入寄存器 " . CPU 從 " 數據輸入寄存器 " 中讀取接收到的字符.(并行讀取,即 D7~D0 同時被讀至累加器中). " 接收移位寄存器 " 的移位速度由 " 接收時鐘 " 確定.
在數據輸出過程中, CPU 把要輸出的字符(并行地)送入 " 數據輸出寄存器 " , " 數據輸出寄存器 " 的內容傳輸到 " 發送移位寄存器 " ,然后由 " 發送移位寄存器 " 移位,把數據 1 位 1 位地送到外設. " 發送移位寄存器 " 的移位速度由 " 發送時鐘 " 確定.
接口中的 " 控制寄存器 " 用來容納 CPU 送給此接口的各種控制信息,這些控制信息決定接口的工作方式.
" 狀態寄存器 " 的各位稱為 " 狀態位 " ,每一個狀態位都可以用來指示數據傳輸過程中的狀態或某種錯誤.例如,用狀態寄存器的 D5 位為 "1" 表示 " 數據輸出寄存器 " 空,用 D0 位表示 " 數據輸入寄存器滿 " ,用 D2 位表示 " 奇偶檢驗錯 " 等.
能夠完成上述 " 串 <- -> 并 " 轉換功能的電路,通常稱為 " 通用異步收發器 " ( UART ： Universal Asynchronous Receiver and Transmitter ) , 典型的芯片有： Intel 8250/8251,16550 .
許多外設和計算機按串行方式進行通信,這里所說的串行方式,是指外設與接口電路之間的信息傳送方式,實際上, CPU 與接口之間仍按并行方式工作.
1 串行通信的概念
所謂 " 串行通信 " 是指外設和計算機間使用一根數據信號線 ( 另外需要地線 , 可能還需要控制線 ), 數據在一根數據信號線上一位一位地進行傳輸,每一位數據都占據一個固定的時間長度.如圖 1-1 所示.這種通信方式使用的數據線少,在遠距離通信中可以節約通信成本,當然,其傳輸速度比并行傳輸慢.
由于 CPU 與接口之間按并行方式傳輸,接口與外設之間按串行方式傳輸,因此,在串行接口中,必須要有 " 接收移位寄存器 " (串→并)和 " 發送移位寄存器 " (并→串). 在數據輸入過程中,數據 1 位 1 位地從外設進入接口的 " 接收移位寄存器 " ,當 " 接收移位寄存器 " 中已接收完 1 個字符的各位后,數據就從 " 接收移位寄存器 " 進入 " 數據輸入寄存器 " . CPU 從 " 數據輸入寄存器 " 中讀取接收到的字符.(并行讀取,即 D7~D0 同時被讀至累加器中). " 接收移位寄存器 " 的移位速度由 " 接收時鐘 " 確定.
在數據輸出過程中, CPU 把要輸出的字符(并行地)送入 " 數據輸出寄存器 " , " 數據輸出寄存器 " 的內容傳輸到 " 發送移位寄存器 " ,然后由 " 發送移位寄存器 " 移位,把數據 1 位 1 位地送到外設. " 發送移位寄存器 " 的移位速度由 " 發送時鐘 " 確定.
接口中的 " 控制寄存器 " 用來容納 CPU 送給此接口的各種控制信息,這些控制信息決定接口的工作方式.
" 狀態寄存器 " 的各位稱為 " 狀態位 " ,每一個狀態位都可以用來指示數據傳輸過程中的狀態或某種錯誤.例如,用狀態寄存器的 D5 位為 "1" 表示 " 數據輸出寄存器 " 空,用 D0 位表示 " 數據輸入寄存器滿 " ,用 D2 位表示 " 奇偶檢驗錯 " 等.
能夠完成上述 " 串 <- -> 并 " 轉換功能的電路,通常稱為 " 通用異步收發器 " ( UART ： Universal Asynchronous Receiver and Transmitter ) , 典型的芯片有： Intel 8250/8251,16550 .
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