第七章_串行总线技术 中南大学.ppt

第7章串行总线技术
串行通信概述及通信协议
串行通信RS系列总线标准及其接口
SPI总线及接口程序设计
I2C总线原理及接口程序设计
单总线及接口程序设计
CAN总线
USB总线
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串行通信概述及通信协议
串行通信按照数据流的方向可分为全双工、半双工和单工
全双工(Full Duplex)是指通信双方能在同一时刻进行发送和接收
半双工(Half Duplex)是指通信双方不能同时收发数据
单工(Simplex)是指通信一方只能接收或发送数据,另一方只能发送或接收数据。
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串行通信概述及通信协议
串行通信的传输速率是用每秒传送的位数(bit/s)即波特率(BaudRate)表示
国际上规定了一个标准波特率系列
标准波特率系列为110、 300、600、
1200、4800、9600 和 19200 等。
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串行通信概述及通信协议
串行通信协议分同步协议和异步协议
同步协议是指通信双方用同一个时钟通信, 每次通信1帧,用帧头和帧尾标注1个帧
异步协议是指通信双方用各自的时钟, 时钟频率一样, 采用起止同步每一个字符,每次通信1个字符
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异步通信协议的实例- 起止式异步协议
停止位和空闲位都规定为高电平(逻辑值1), 这样就保证起始位开始处一定有一个下跳沿。
起始位实际上是作为联络信号附加进来的, 当它变为低电平时, 表示传送开始。
而停止位标志一个字符的结束, 表示一个字符传送完毕。
传送开始前, 发收双方将所采用的起止式格式(包括字符的数据位长度, 停止位位数, 有无校验位以及是奇校验还是偶校验等)和数据传输速率做统一规定。
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异步通信协议的实例- 起止式异步协议
起止式异步协议的特点是一个字符一个字符传输, 并且传送一个字符总是以起始位开始, 以停止位结束, 字符之间没有固定的时间间隔要求。
格式如图7-1所示( P217)
每一个字符的前面都有一位起始位(低电平,逻辑值0), 字符本身由5~7位数据位组成, 接着字符后面是一位校验位(也可以没有校验位),最后是停止位(一位/一位半/二位), 停止位后面是不定长度的空闲位。
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异步通信协议的实例- 起止式异步协议
传送开始后, 接收设备不断地检测传输线, 看是否有起始位到来。
当收到一系列的“1”(停止位或空闲位)之后, 检测到一个下跳沿, 说明起始位出现, 起始位经确认后, 就开始接收所规定的数据位和奇偶校验位以及停止位。
经过处理将停止位去掉, 把数据位拼装成一个并行字节,并且经校验后,无奇偶错才算正确地接收一个字符。
一个字符接收完毕,接收设备继续测试传输线,监视“0”电平的到来和下一个字符的开始,直到全部数据传送完毕。
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面向字符的同步协议
这种协议的典型代表是IBM公司的二进制同步通信协议(BSC)。
特点是一次传送由若干个字符组成的数据块,而不是只传送一个字符,并规定了10个字符作为这个数据块的开头与结束标志以及整个传输过程的控制信息,它们也叫做通信控制字。
由于被传送的数据块是由字符组成, 故被称作面向字符的协议。
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面向字符的同步协议
数据块的前后都加了几个特定字符。
SYN是同步字符(Synchronous Character), 每一帧开始处都有SYN,加一个SYN的称单同步,加两个SYN的称双同步设置。
同步字符起联络作用, 传送数据时, 接收端不断检测, 一旦出现同步字符, 就知道是一帧开始了。
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面向字符的同步协议
SOH是序始字符(Start Of Header),表示标题的开始。
标题中包括原地址、目的地址和路由指示等信息。STX是文始字符(Start Of Text), 它标志着传送的正文(数据块)开始。
数据块就是被传送的正文内容,由多个字符组成。
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