串行數(shù)據(jù)通信接口

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,,*,第三章 智能儀器通信接口,,在自動化測量和控制系統(tǒng)中，各臺儀表之間需要不斷地進行各種信息的交換和傳輸，這種信息地交換和傳輸是通過儀表的通信接口，按照一定的協(xié)議進行的。,通信接口是各臺儀表之間或者是儀表與計算機之間進行信息交換和傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)裝置。,目前國際上采用的儀器標準接口有,IEEE,－,488,（并行總線），,RS,－,232C,（串行總線），,USB,（串行總線）等。,,§3.1,串行數(shù)據(jù)通信接口,課本,101-106,一．通信與總線的相關(guān)概念,,二．串行通信方式,同步通信,(SYNC),與,異

2、步通信,（,ASYNC,）兩種方式,,三．串行通信總線接口,,RS-232C,標準 、,RS-423A,總線、,RS-422A,總線、,RS-485,總線,,,1,、數(shù)據(jù)通信,是指不同設(shè)備之間進行的,數(shù)字量傳輸和交換,，例如,計算機與計算機之間、計算機與智能儀器之間、智,能儀器與智能儀器之間，經(jīng)常需要傳輸各種不同的,數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信是計算機及智能設(shè)備聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)必不,可少的手段。,2,、通信接口,通信接口是各臺儀表之間或者是儀表與計算機之間,進行信息交換和傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)裝置，是進行信息交換,的中轉(zhuǎn)站，提供信息交換的環(huán)境和條件。,一、通信和總線的相關(guān)概念,,3,、通信協(xié)議（通信規(guī)程）,是通信雙方約定的一些

3、規(guī)則。,4,、接口（,Interface,）和端口（,Port,）,是兩個不同的概念。端口是指接口電路中的一些寄存器，這些寄存器分別用來存放數(shù)據(jù)信息，控制信息和狀態(tài)信息，與其相對應的就是數(shù)據(jù)端口、控制端口和狀態(tài)端口。,若干個端口加上相應的控制邏輯才能組成接口,。,CPU,通過輸入指令，從端口讀入信息，通過輸出指令，可將信息寫入到端口中。,一、通信和總線的相關(guān)概念,5,、芯片總線、內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線與外部總線,芯片總線（片內(nèi)總線）：位于集成電路內(nèi)部，是集成電路內(nèi)部個功能單元之間的連線，芯片總線通過集成電路的引腳延伸到外部與系統(tǒng)相連。,內(nèi)部總線（前端總線）：是控制器與其他一些部件之間直接連接而進行

4、數(shù)據(jù)通信的總線，用于芯片一級的連接。常用內(nèi)部總線：,I,2,C,、,SPI,、,UART,、,SCI,等。,系統(tǒng)總線：用于控制器與接口卡的連接。使各種接口卡能夠在各種系統(tǒng)中實現(xiàn),“,即插即用,”,。常見總線標準有,ISA,總線、,EISA,總線、,VESA,總線、,PCI,總線、,AGP,總線等。,外部總線（通信接口）：計算機之間或計算機與外圍設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)通信的連接線。用于設(shè)備一級的互連。如,RS232C,、,RS485,總線、,IEEE-488,總線和,USB,總線。,一、通信和總線的相關(guān)概念,一、通信和總線的相關(guān)概念,6,、數(shù)據(jù)通信方式,并行通信：,指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個數(shù)據(jù)的各位

5、同時傳送。通常以,8,位、,16,位或,32,位的數(shù)據(jù)寬度同時進行傳輸。每一位都要有自己的數(shù)據(jù)傳輸線和發(fā)送接收器件，在時鐘脈沖的作用下數(shù)據(jù)從一端送往另一端。,特點：,傳輸速度快，適用于短距離通信。,串行通信：,指利用一條傳輸線將二進制數(shù)據(jù)一位位地順序傳送。,在二個站（點對點）之間進行傳送,特點：,是通信線路簡單，利用電話或電報線路就可實現(xiàn),通信，降低成本，適用于遠距離通信，但傳輸速度慢。,一、通信和總線的相關(guān)概念,7,、串行通信的數(shù)據(jù)通路形式,單工通信：,信息只能向一個方向傳送，單工通信。,,,,,半雙工通信：,使用同一根傳輸線，既可發(fā)送數(shù)據(jù)又可接收數(shù)據(jù)，但不能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，通信雙方可以

6、輪流地進行發(fā)送和接收。,,,,,全雙工通信：,允許通信雙方同時進行發(fā)送和接收，,需要兩條傳輸線，,,在計算機串行通信中主要使用半雙工和全雙工方式,。,,二．串行通信方式,分為,同步串行通信,(SYNC),與,異步串行通信,（,ASYNC,）,兩種方式。,,1,．異步串行通信,數(shù)據(jù)通常是以,字符,為單位組成,字符幀,傳送的；,字符幀由發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，每一幀數(shù)據(jù)是低位在前，高位在后，通過傳輸線被接收端一幀一幀地接收。,發(fā)送端和接收端可以由各自獨立的時鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個時鐘彼此獨立，互不同步。,在異步通信中，接收端是依靠字符幀格式來判斷發(fā)送端是何時開始發(fā)送何時結(jié)束發(fā)送的。字符幀格

7、式是異步通信的一個重要指標,。,,通信協(xié)議（通信規(guī)程）：,是通信雙方約定的一些規(guī)則。包括對數(shù)據(jù)格式、同步,方式，傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式等問題作出統(tǒng)一規(guī),定。也稱通信控制規(guī)程。,,異步通信協(xié)議,——,起止式通信協(xié)議,1,）特點：,字符隨機出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中,字符之間有不定長的空閑位,靠起始位和停止位定界,1,幀數(shù)據(jù),2,）幀格式：,起始位,:1,位,,,低電平,數(shù)據(jù)位,:5,～,8,位,,,先低位后高位，高電平或低電平,校驗位,:1,位,/0,位,,,奇偶校驗，高電平或低電平,停止位,:1,位、,1.5,位或,2,位,,,高電平，,傳送一個,字,字符的信,息,息格式：規(guī)定有起,始,始位、數(shù),

8、據(jù),據(jù)位、,奇偶校驗,位,位、停止,位,位等，其,中,中各位的,意,意義如下,：,：,①,起始位：先發(fā)出一,個,個邏輯,”,0,”,信號，表,示,示傳輸字,符,符的開始,。,。,②數(shù)據(jù)位：緊接著起,始,始位之后,。,。數(shù)據(jù)位,的,的個數(shù)可,以,以是,5,、,6,、,7,、,8,等，構(gòu)成,一,一個字符,。,。通常采,用,用,ASCII,碼。從最低位開始傳送,，,，靠時鐘,定,定位。,奇偶校驗,位,位：數(shù)據(jù)位加,上,上這一位,后,后，使得,“,1,”,的位數(shù)應,為,為偶數(shù),(,偶校驗,),或奇數(shù),(,奇校驗,),，以此來,校,校驗數(shù)據(jù),傳,傳送的正,確,確性。,④停止位：它是一個,字,字符數(shù)據(jù),的

9、,的結(jié)束標,志,志?？梢?是,是,1,位、,1.5,位、,2,位的高電,平,平。,⑤空閑位：處于邏輯,“,1,”,狀態(tài)，表,示,示當前線,路,路上沒有,數(shù),數(shù)據(jù)傳送,。,。,D,0,P,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,D,0,D,1,D,2,D,3,…,起始位,空閑位,停止位,為了確保,傳,傳輸正確,，,，異步串,行,行通信采,用,用相反極,性,性的起始,位,位和結(jié)束,位,位來提供,時,時間基準,；,；,異步通訊,，,，發(fā)送和,接,接收雙方,必,必須使用,相,相同的字,符,符數(shù)據(jù)幀,格,格式，否,則,則會造成,數(shù),數(shù)據(jù)錯誤,，,，進而導,致,致通信失,敗,敗。,異步通信

10、,通,通常用于,信,信息傳送,量,量不太大,、,、傳輸速,度,度不太高,的,的場合，,如,如每秒,50,～,115200,位。,波特率用,于,于描述串,行,行通訊數(shù),據(jù),據(jù)傳送速,率,率，規(guī)定,為,為：每秒,鐘,鐘傳送二,進,進制數(shù)碼,的,的位數(shù)，,單,單位為波,特,特，即：,1,波特,=1,位,/,秒，通常,用,用,bps,表示,接收時鐘,和,和發(fā)送時,鐘,鐘：,接收和發(fā),送,送雙方通,過,過時鐘信,號,號對傳送,的,的數(shù)據(jù)進,行,行定位及,采,采樣。,接收和發(fā),送,送時鐘能,夠,夠用來控,制,制通信設(shè),備,備接收和,發(fā),發(fā)送字符,數(shù),數(shù)據(jù)速度,。,。,該時鐘信,號,號通常由,外,外部時鐘,

11、電,電路產(chǎn)生,。,。,,收,/,發(fā)時鐘直接決定,了,了通信線,路,路上數(shù)據(jù),傳,傳輸?shù)?速率，對,于,于收發(fā)雙,方,方之間數(shù),據(jù),據(jù)傳輸?shù)?同,同步有,十分,重,重要,的,的意,義,義。,,,發(fā)送,數(shù),數(shù)據(jù)時，,在,在發(fā)送,時,時鐘,的,的下,降,降沿，發(fā),送,送設(shè),備,備將,移,移位,寄,寄存,器,器中,保,保存,的,的數(shù),據(jù),據(jù)串,行,行移,位,位輸,出,出；,接收,數(shù),數(shù)據(jù)時，,在,在接收,時,時鐘,的,的上,升,升沿，接,收,收器,對,對接,收,收數(shù),據(jù),據(jù)采,樣,樣，,即,即數(shù),據(jù),據(jù)位,檢,檢測,。,。從,而,而，,獲,獲得,了,了最,大,大的,時,時鐘,頻,頻率,偏,偏差,容,容

12、限,。,。,為了,提,提高,串,串行,通,通信,的,的抗,干,干擾,能,能力,，,，往,往,往用,多,多個,時,時鐘,調(diào),調(diào)制,一,一個,二,二進,制,制數(shù),據(jù),據(jù)，,調(diào),調(diào)制,一,一個,二,二進,制,制數(shù),據(jù),據(jù)的,收,收,/,發(fā)時,鐘,鐘個,數(shù),數(shù)稱,為,為波,特,特率,系,系數(shù),n,。,收,/,發(fā)時,鐘,鐘頻,率,率與,波,波特,率,率之,間,間的,關(guān),關(guān)系,：,：,收,/,發(fā)時,鐘,鐘頻,率,率,=n,×,×,波特,率,率,一般,n,取,1,16,32,64,等。,對,對于,異,異步,通,通信,，,，常,采,采用,n=16,；對,于,于同,步,步通,信,信,,,則必,須,須取,n=1,

13、。,發(fā)送,方,方利用,發(fā),發(fā)送,時,時鐘,來,來決,定,定發(fā),送,送每,個,個位,的,的時,刻,刻；,接收,器,器在,每,每一,個,個接,收,收時,鐘,鐘的,上,上升,沿,沿接,收,收數(shù),據(jù),據(jù)線,，,，當,發(fā),發(fā)現(xiàn),接,接收,數(shù),數(shù)據(jù),線,線上,出,出現(xiàn),低,低電,平,平時,認,認為,是,是起,始,始位,，,，此,后,后，,如,如果,在,在連,續(xù),續(xù)的,8,個時,鐘,鐘周,期,期內(nèi),檢,檢測,到,到接,收,收數(shù),據(jù),據(jù)線,上,上仍,保,保持,為,為低,電,電平,，,，確,定,定為,起,起始,位,位。,再,再間,隔,隔,16,個時,鐘,鐘周,期,期檢,測,測下,一,一位,；,；,采用,這,這種

14、,方,方法,，,，能,夠,夠排,除,除接,收,收線,上,上的,噪,噪聲,干,干擾,并,并識,別,別假,起,起始,位,位，,較,較精,確,確地,確,確定,起,起始,位,位的,中,中間,點,點，,從,從而,提,提供,一,一個,準,準確,的,的時,間,間基,準,準。,17,異步,通,通信,的,的時,鐘,鐘,,,,,,,,,,,,,,數(shù)據(jù),（,62H,）,0,0,0,0,1,1,停止,位,位,異步,傳,傳輸,先,先發(fā),送,送低,位,位,(LSB),發(fā)送,方,方利用,發(fā),發(fā)送,時,時鐘,來,來決,定,定發(fā),送,送每,個,個位,的,的時,刻,刻,接收,方,方檢測,起,起始,位,位的,下,下降,沿,沿，,并

15、,并用,它,它來,同,同步,接,接收,時,時鐘,，,，然,后,后利,用,用接,收,收時,鐘,鐘從,每,每一,位,位的,中,中間,接,接收,該,該位,,,1,,,起始,位,位,LSB,MSB,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0,,,,,,,,,,,,,奇偶,校驗,位,位,0,0/1,11,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

16、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,接收,/,發(fā)送,時鐘,,,,,,,,,,,,,,,,例,如：,以,以,1k,波特,率,率傳,送,送,8,位數(shù),據(jù),據(jù),45H,（,0100,0101B,），,奇,奇校,驗,驗，,1,個停,止,止位,，,，,傳送,1,個字,符,符需,要,要多,少,少時,間,間？,畫,畫出,信,信號,線,線上,的,的波,形,形圖,。,。,,波特,率,率：,每,每秒,傳,傳送,二,二進,制,制數(shù),的,的位,數(shù),數(shù)，,即,即,1,波特,=bit/s,（位,/,秒）,1k=1000bit/s,，每,秒,秒傳,輸,輸,1000,個二,進,進制,數(shù),數(shù)，,傳輸,1,位需,要

17、,要,1ms,2,個二,進,進制,數(shù),數(shù)之,間,間的,間,間隔,是,是,1ms,。,傳送,一,一個,字,字符,共,共傳,送,送,11,位，,需,需要,11,×1ms=11ms,,2,．同,步,步串,行,行通,信,信,同步通信,是,是一種連,續(xù),續(xù)串行傳,送,送數(shù)據(jù)的,通,通信方式,，,，一次通,信,信只,傳輸一幀信息。這里的信息幀和,異,異步通信,的,的字符幀,不,不同，通,常有若干,個,個數(shù)據(jù)字,符,符，數(shù)據(jù),字,字符由同,步,步字符、,數(shù),數(shù)據(jù)字符,和,和校,驗字符,CRC,三部分組,成,成。在同,步,步通信中,，,，同步字,符,符可以采,用,用,統(tǒng)一的標,準,準格式，,也,也可以由,用,

18、用戶約定,。,。,SYN,SYN,SOH,標題,STX,數(shù)據(jù)塊,ETB/ETX,塊校驗,SYN,：同步字,符,符（,Synchronous,），表示,一,一幀的開,始,始；,SOH,：序起字,符,符（,Start ofHeader,），表示,標,標題的開,始,始；,標題：包,括,括原地址,，,，目的地,址,址，路由,指,指示等信,息,息；,STX,：文始字,符,符（,Start ofText,），表示,正,正文開始,。,。,FTB/ETX,：組終,/,文終字符,（,（,Endof Text,）,ETB,（,Endof TransmissionBlock,）,在同步傳,送,送過程中,，,，必須規(guī)

19、,定,定各個數(shù),據(jù),據(jù)單元的,長度（,n,位）。全,部,部被傳送,字,字符組成,數(shù),數(shù)據(jù)塊，,用,用,10,個同,步字符指,示,示數(shù)據(jù)塊,的,的開始和,結(jié),結(jié)束。同,步,步字符可,用,用單字,符或雙字,符,符。數(shù)據(jù),塊,塊之后是,CRC--,循環(huán)冗余,校,校驗字符，,它用于檢,驗,驗同步傳,送,送的數(shù)據(jù),是,是否出錯,。,。,同步傳送,的,的速度要,高,高于異步,傳,傳送，但,是,是它要求,用同一個,時,時鐘實現(xiàn),發(fā),發(fā)送與接,收,收之間的,同,同步，因,此,此硬,件要復雜,。,。,22,同步串行,通,通信的時,鐘,鐘定時方,法,法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

20、,,,,,,,,,,,,數(shù)據(jù)（,62H,）,0,1,1,0,0,0,1,0,同步傳輸,先,先發(fā)送高,位,位,(MSB),發(fā)送方在時鐘信,號,號的下降,沿,沿發(fā)送字,節(jié),節(jié),接收方在時鐘信,號,號的上升,沿,沿接收字,節(jié),節(jié),,,時鐘,（發(fā)送時,鐘,鐘與接收,時,時鐘完全,同,同步）,,,LSB,MSB,,收,/,發(fā)時鐘頻,率,率,=1×,波特率,在單片機,應,應用系統(tǒng),中,中，數(shù)據(jù),通,通信主要,采,采用異步,串行通信,。,。在設(shè)計,通,通信接口,時,時，必須,根,根據(jù)需要,選,選擇,標準接口,，,，并考慮,傳,傳輸介質(zhì),、,、電平轉(zhuǎn),換,換等問題,。,。采,用標準接,口,口后，能,夠,夠方便

21、地,把,把單片機,和,和外設(shè)、,測,測量,儀器等有,機,機地連接,起,起來，從,而,而構(gòu)成一,個,個測控系,統(tǒng),統(tǒng)。,異步串行,通,通信接口,主,主要有：,RS-232C,；,RS-449,，,RS-422A,，,RS-423A,和,RS-485,。,三．串行,通,通信總線,接,接口,1,．,RS-232C,標準,RS-232C,是使用最,早,早、應用,最,最多的一,種,種異步串,行,行通信總,線,線標準。,它,它是美國,電,電子工業(yè),協(xié),協(xié)會（,EIA,）,1962,年公布、,1969,年最后修,定,定而成的,。,。其中,RS,表示,RecommendedStandard,，,232,是該標

22、準的標,識,識號，,C,表示修改的次,數(shù),數(shù)。,RS-232C,主要用來,定,定義計算,機,機系統(tǒng)的,一,一些數(shù)據(jù)終端,設(shè),設(shè)備（,DTE,：,DataTerminal Equipment,）和數(shù)據(jù)通信,設(shè),設(shè)備（,DCE,：,DataCommunication Equipment,）之間的電,氣,氣性能。,MCS-51,單片機與,PC,機的通信,也,也是采用,該,該種類型,的,的接口。,由,由于,MCS-51,系列單片,機,機本身有,一,一個全雙,工,工的串行,接,接口，因,此,此該系列,單,單片機用,RS-232C,串行接口,總,總線非常,方,方便。,,,（,1,）主要特,點,點,數(shù)據(jù)傳輸

23、,速,速率不超,過,過,20kbit/s;,傳輸距離,最,最好小于,15m;,每個信號,只,只有一根,導,導線，兩,個,個傳輸方,向,向共用一,個,個信號地,線,線；,只適用于,點,點對點通,信,信；,電氣上與,TTL,電平不同,，,，與,TTL,電路接口,時,時必須經(jīng),過,過電平轉(zhuǎn),換,換電路；,（,2,）,RS-232C,信息格式,標,標準,RS-232C,采用串行,格,格式，該,標,標準規(guī)定,:,信息的開,始為起始,位,位,,,信息的結(jié),束,束為停止,位,位,;,信息本身,可,可以是,5,、,6,、,7,、,8,位再加一,位,位奇偶位,。,。如果兩,個,個信息之,間,間,無信息，,則,則

24、寫“,1”,，表示空,。,。,RS-232C,信息格式,（,3,）,RS-232C,電氣標準,和,和機械連,接,接,RS-232C,是一種標,準,準接口，,D,型插座，,采,采用,25,芯引腳或,9,芯引腳的,連,連接器，,如,如圖所示,。,。,RS232DB25,針腳,25,個功能,引,引腳僅,定,定義了,21,個，,21,個信號,分,分成兩,個,個信道,組,組,——,主信道,組,組（第一信,道,道）和輔,信,信道組,（,（第二信,道,道）,2.RS232DB9,針腳,DB-25,型：,數(shù)據(jù)線,4,條,（,2,，,3,，,14,，,16,）,控制線,11,條,（,4,，,5,，,6,，,8,

25、，,12,，,13,，,19,，,20,，,21,，,22,，,23,）,定時信,號,號線,3,條,（,15,，,17,，,24,）,地線,2,條,（,1,，,7,）,備用,5,條，未,定,定義,（,9,，,10,，,11,，,18,，,25,）,RS-232C,標準規(guī),定,定接口,有,有,25,根連線,。,。只有,以,以,下,9,個信號,經(jīng),經(jīng)常使,用,用。,,引腳號,,,信號名稱,,,方 向,,,信 號 功 能,,,1,,,DCD,,,PC,機←儀器,,,PC,機收到遠程信號（載波檢測）,,,2,,,RXD,,,PC,機←儀器,,,PC,機接收數(shù)據(jù),,,3,,,TXD,,,PC,機

26、→儀器,,,PC,機發(fā)送數(shù)據(jù),,,4,,,DTR,,,PC,機→儀器,,,PC,機準備就緒,,,5,,,GND,,,-,,,信號地,,,6,,,DSR,,,PC,機←儀器,,,儀器準備就緒,,7,,,RTS,,,PC,機→儀器,,,PC,機請求發(fā)送數(shù)據(jù),,,8,,,CTS,,,PC,機←儀器,,,儀器已切換到接收狀態(tài)（清除發(fā)送）,,,9,,,RI,,,PC,機←儀器,,,通知,PC,機，線路正常（振鈴指示）,,,,RS-232C,另一種,常,常用的,插,插頭是,9,芯，它,的,的引腳,信,信號功,能,能為,:,（,4,）,RS-232C,電氣特,性,性及電,平,平轉(zhuǎn)換,器,器,RS-232C,

27、規(guī)定了,自,自己的,電,電氣標,準,準，由,于,于它是,在,在,TTL,電路之,前,前研制,的,的，所,以,以它的,電,電平不,是,是,+5V,和地，,而,而,是采用負邏輯，即：,邏輯“,0”,：,+3V,～,+15V,邏輯“,1”,：,-3V,～,-15V,因此，,RS-232C,不能和,TTL,電平直,接,接相連,，,，使用,時,時,必須進,行,行電平,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換，,否,否則將,使,使,TTL,電路燒,壞,壞，實,際,際,應用時,必,必須注,意,意！實,現(xiàn),現(xiàn)電平,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換的,方,方法可,用,用分立,元,元,件，也,可,可用集,成,成電路,芯,芯片。,,,目前較,廣,廣泛地,使,使用集,成,

28、成電路,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)換器,件,件：,MC1488,、,SN75150,芯片可,完,完成,TTL,電平到,232C,電平的轉(zhuǎn)換,，,，被稱,為,為總線發(fā),送,送器。,MC1489,、,SN75154,芯片可,實,實現(xiàn),RS-232C,電平到,TTL,電平的轉(zhuǎn)換,，,，稱為總線接,收,收器。,MAX232,芯片可,完,完成,TTL- RS-232C,雙向電,平轉(zhuǎn)換,。,。,RS232C,與,TTL,電平變,換,換器,管腳說,明,明如下,：,：①,C1+,、,C1-,、,C2+,、,C2-,是外接,電,電容端,；,；②,R1IN,、,R2IN,是,2,路,RS-232C,電平信,號,號接收,輸,輸入端

29、,；,；③,RlOUT,、,R2OUT,是,2,路轉(zhuǎn)換,后,后的,TTL,電平接,收,收信號,輸,輸出端,，,，送,8051,的,RXD,接收端,；,；④,TlIN,、,T2IN,是,2,路,TTL,電平發(fā),送,送輸入,端,端，接,8051,的,TxD,發(fā)送端,；,；⑤,TlOUT,、,T2OUT,是,2,路轉(zhuǎn)換,后,后的發(fā),送,送,RS-232C,電平信,號,號輸出,端,端，接,傳,傳輸線,；,；⑥,V+,經(jīng)電容,接,接電源,+5V,；⑦,V-,經(jīng)電容,接,接地。,MAX232,芯片的,引,引腳,MAX232,應用電,路,路原理,圖,圖,,MAX232,應用電,路,路原理,圖,圖,

30、（,5,）,RS-232C,接口標,準,準最大,傳,傳輸距,離,離的說,明,明,RS-232C,標準規(guī),定,定，若,不,不使用,MODEM,，則在,碼,碼元畸,變,變小于,4,％的,情況下,，,，,DTE,和,DCE,之,間,間,最,最,大,大,傳,傳,輸,輸,距,距,離,離,為,為,15m,（,50,英,尺,尺,）,）。,可,可,見,見,這,這,個,最,最,大,大,的,的,距,距,離,離,是,是,在,在,碼,碼,元,元,畸,畸,變,變,小,小,于,于,4,％,的,的,前,前,提,提,下,下,給,給,出,出,的,的,。,。,為,為,了,了,保,保,證,證,碼,元,元,畸,畸,變,變,小,小,于

31、,于,4,％,的,的,要,要,求,求,，,，,接,接,口,口,標,標,準,準,在,在,電,電,氣,氣,特,特,性,性,中,中,規(guī),規(guī),定,定,，,，,驅(qū),驅(qū),動,動,器,器,的,負,負,載,載,電,電,容,容,應,應,小,小,于,于,2500pF,。,例,例,如,如,，,，,采,采,用,用,每,每,0.3m,（,約,約,1,英,尺,尺,）,）,的,的,電,電,容,值,值,為,為,40,～,50pF,的,普,普,通,通,非,非,屏,屏,蔽,蔽,多,多,芯,芯,電,電,纜,纜,作,作,傳,傳,輸,輸,線,線,，,，,則,則,傳,傳,輸,輸,線,線,的,的,長,度,度,，,，,即,即,傳,傳,輸,輸

32、,距,距,離,離,為,為,：,：,L=2500pF/170pF/m,≈,≈15m,然,而,而,，,，,在,在,實,實,際,際,應,應,用,用,中,中,，,，,碼,碼,元,元,畸,畸,變,變,超,超,過,過,4,％,，,，,而,而,為,為,10,％,～,～,20,％,時,時,，,，,也,能,能,正,正,常,常,傳,傳,輸,輸,信,信,息,息,，,，,這,這,意,意,味,味,著,著,驅(qū),驅(qū),動,動,器,器,的,的,負,負,載,載,電,電,容,容,可,可,以,以,超,超,過,過,2500pF,，,因,因,而,而,傳,傳,輸,輸,距,距,離,離,可,可,大,大,大,大,超,超,過,過,15m,，,這,

33、這,說,說,明,明,了,了,RS232C,標,準,準,所,所,規(guī),定,定,的,的,直,直,接,接,傳,傳,送,送,最,最,大,大,距,距,離,離,為,為,15m,是,偏,偏,于,于,保,保,守,守,的,的,。,。,（,6,）,RS-232C,接,口,口,的,的,常,常,用,用,系,系,統(tǒng),統(tǒng),連,連,接,接,近,距,距,離,離,（,（,15m,以,內(nèi),內(nèi)）,通,通,信,信,：,：,不,采,采,用,用,調(diào),調(diào),制,制,解,解,調(diào),調(diào),器,器,，,，,通,通,信,信,雙,雙,方,方,可,可,以,以,直,直,接,接,連,連,接,接,，,，,這,這,種,種,情,情,況,況,下,下,，,，,只,只,需,

34、需,使,使,用,用,少,少,數(shù),數(shù),幾,幾,根,根,信,信,號,號,線,線,。,。,在最簡單,的,的全雙工,系,系統(tǒng)中，,僅,僅用發(fā)送,數(shù),數(shù)據(jù)、接,收,收數(shù)據(jù)和,信,信號地三,根,根線即可,。,。,單片機之,間,間很近距,離,離通信接,線,線圖,,單片機之,間,間近距離,通,通信接線,圖,圖,計算機之,間,間近距離,通,通信接線,圖,圖,計算機與,單,單片機之,間,間近距離,通,通信接線,圖,圖,計算機串,口,口設(shè)置,,引腳號,符號,方向,功 能,2,TXD,O,發(fā)送數(shù)據(jù),3,RXD,I,接收數(shù)據(jù),4,RTS,O,請求發(fā)送,5,CTS,I,為發(fā)送清零,6,DSR,I,DCE,就緒,7,GND

35、,,信號地,8,DCD,I,載波檢測,20,DTR,O,DTE,就緒,全雙工標,準,準連接圖,（,（雙交叉,環(huán),環(huán)回接口,）,）,遠距離（,15m,以上,）通信：,一般要加調(diào)制解調(diào),器,器,MODEM,，通過專用電話,線,線進行通信,。如圖,4-27,所示。,信號的調(diào),制,制和解調(diào),計算機的,通,通信是要,求,求傳送數(shù),字,字信號，,而,而在進行,遠,遠程數(shù)據(jù),通,通,信時，線,路,路往往是,借,借用現(xiàn)有,的,的公用電,話,話網(wǎng)，但,是,是，電話,網(wǎng),網(wǎng)是為,音頻模擬,信,信號的設(shè),計,計的。一,般,般為,300,～,3400Hz,，不適合,于,于數(shù)據(jù),信號。,因此需要,對,對二進制,信,信號

36、進行,調(diào),調(diào)制，以,適,適合在電,話,話網(wǎng)上傳,輸,輸,相應的音,頻,頻信號，,在,在接收時,，,，需要進,行,行解調(diào)，,還,還原成數(shù),字,字信號。,計算機,MODEM,MODEM,模擬信號,數(shù)字信號,數(shù)字信號,CRT,1 0 1 0,10 10 10 10,調(diào)制電話線,Ⅰ,）,.,什么叫調(diào),制,制,?,所謂調(diào)制,就,就是進行,波,波形變換,。,?；蛘哒f,進,進行頻譜,變,變換，就,是,是將基帶,數(shù),數(shù)字信號,的,的頻譜變,換,換成適合,于,于在模擬,信,信道中傳,輸,輸?shù)念l譜,。,。,Ⅱ,）,.,作用,:,調(diào)制器,(Modulator),是一個波,形,形變換器,,,它將基帶

37、,數(shù),數(shù)字的波,形,形變換成,適,適合于模,擬,擬信道傳,輸,輸?shù)牟ㄐ?。,。,解調(diào)器是一個波,形,形識別器,,,將模擬信,號,號恢復成,原,原來的數(shù),字,字信號。,,調(diào)制器,解調(diào)器,010010,010010,最基本的,調(diào),調(diào)制方法,有,有以下幾,種,種：,（,1,）調(diào)幅（,AM,）,即載波的,振幅,隨基帶數(shù),字,字信號而,變,變化,.,“,1,”,對應有載,波,波,“,0,”,對應無載,波,波,Ⅲ,）,.,調(diào)制方法,:,（,2,）調(diào)頻（,FM,）,即載波,頻率,隨數(shù)字信,號,號而變化,“,0,”,對應,”,f1,”,“,1,”,對應,“,f2,”,(3),調(diào)相（,PM,）,即載波初,始,始

38、相位隨,基,基帶數(shù)字,信,信號而變,化,化,.,“,0,”,對應相位,0,度,“,1,”,對應相位,180,度,f,1,f,2,FM,AM,,0 1 0 0 1 1,0,度,180,度,PM,RS-232C,標準的不,足,足：,1,、數(shù)據(jù)傳,輸,輸速率慢,；,；,2,、傳送距,離,離短，一,般,般局限于,15m,，即使使,用,用較好的,同,同軸電纜,，,，最大距,離,離也不應,超,超過,60m,；,3,、沒有規(guī),定,定標準的,連,連接器，,因,因而產(chǎn)生,了,了,25,插針和,9,插針等多,種,種設(shè)計方,案,案；,4,、信號傳,輸,輸電路為,單,單端電路,，,，共模抑,制,制比小，,

39、抗,抗,干擾能力,較,較差。,2,．,RS-422,A,接口標準,全稱是,“,平衡電壓,數(shù),數(shù)字接口,電,電路的電,氣,氣特性,”,；,接收器采,用,用高輸入,阻,阻抗和發(fā),送,送驅(qū)動器,具,具有比,RS232,更強的驅(qū),動,動能力，,故,故允許在,相,相同傳輸,線,線上連接,多,多個接收,節(jié),節(jié)點，最,多,多可接,10,個節(jié)點。,RS-422,四線接口,由,由于采用,單,單獨的發(fā),送,送和接收,通,通道,,,因此不必,控,控制數(shù)據(jù),方,方向,,,各裝置之,間,間任 何,必,必須的信,號,號交換均,可,可以按軟,件,件方式（,XON/XOFF,握手）或,硬,硬件方式,（,（一對單,獨,獨的雙絞

40、,線,線）實現(xiàn),。,。,2,．,RS-422,A,接口標準,1.,特點,：,（,1,）,采用平衡,發(fā),發(fā)送器和,差,差動接收,器,器，由于,是,是雙線傳,輸,輸，大大,提,提高了抗,共,共模干擾,的,的能力。,因為是兩,條,條傳輸線,的,的電位差,決,決定邏輯,電,電平,AA′-BB′<-2V,，表示,“,1,”,AA′-BB′ >+2V,，表示,“,0,”,（,2,）傳輸速率,10Mbps,（,<15m,時）,90Kbps,（,<1200m,時）,2.,連接：,計算機側(cè),RS-422,串行接口的,插,插口是,25,針,設(shè)備側(cè),RS-422,串行接口插,頭,頭是,25,孔,RS-422A,平衡

41、式接口,電,電路圖,3,、,RS-423A,接口標準,RS-423A,標準是非平,衡,衡方式傳輸,的,的，即單端,線,線傳送線信,號，規(guī)定信,號,號參考電平,為,為地。,該標準規(guī)定,電,電路中只許,有,有,1,個單端發(fā)送,器,器，但可有,多,多個接收器,。,。,對共模干擾,信,信號有較高,的,的抑制作用,，,，提高了通,信,信的可靠性,。,。,邏輯,“,1,”,，,4V,～,6V,邏輯,“,0,”,，,-4V,～,-6V,4,、,RS-485,接口標準,1.,特點,：,（,1,）兼容,RS-422A,，擴展,RS-422A,的功能；,（,2,）允許在電,路,路中有多個,發(fā),發(fā)送器和允,許,許一

42、個發(fā)送,器,器驅(qū)動多個,接,接收器，多,達,達,32,個收,/,發(fā)器；,（,3,）抗干擾能,力,力強，傳送,距,距離遠，傳,輸,輸速率高。,數(shù)傳率：,100Kbps <1.2Km,不用,MODEM,9.6Kbps <15Km,10Mbps <15m,4,．,RS-485,總線,RS-485,與,RS-422A,一樣，也是,一,一種平衡傳,輸,輸方,式的串行接,口,口標準，它,和,和,RS-422A,兼容，并且,擴,擴展了,RS-422A,的功能。,兩者主要差,別,別是，,RS-422A,只許電路中,有,有一個發(fā),送器，而,RS-485,標準允許在,電,電路中可有,多,多個發(fā)送器,，,，,因此，

43、它是,一,一種多發(fā)送,器,器的標準。,,RS-232C,、,RS-422A,、,RS485,性能比較,,接 口,性 能,,,RS,-,232C,,,RS,-,422A,,,RS,-,485,,,操作方式,,,單端,,,差動方式,,,差動方式,,,最大距離,/,m,,,15(24kb/s),,,1200(100kb/s),,,1200(100kb/s),,,最大速率,,,200kb/s,,,10Mb/s,,,10Mb/s,,,最大驅(qū)動器數(shù)目,,,1,,,1,,,32,,,最大接收器數(shù)目,,,1,,,10,,,32,,,接收靈敏度,,,±,3V,,,±,200mV,,,±,200mV,,,驅(qū)動

44、器輸出阻抗,,,300,Ω,,,60k,Ω,,,120k,Ω,,,接收器負載阻抗,,,3,～,7,k,Ω,,,>4k,Ω,,,>12k,Ω,,,負載阻抗,,,3,～,7,k,Ω,,,100,Ω,,,60,Ω,,,對共用點電壓范圍,/,V,,,±25,,,-0.25,～,+6,,,-7,～,12,,,,,謝謝觀看,/,歡迎下載,BY FAITH IMEANA VISIONOF GOOD ONE CHERISHES ANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHES ONE TOSEEKITS FULFILLMENTREGARDLESS OFOBSTACLES.BY FAITHI BYFAITH,