8251A 並行傳送和序列傳送
阿新 • • 發佈：2018-12-12
20. 8251A 晶片中實現並行資料轉換為序列資料的部件
一、資料傳送
- 並行傳送 資料在多條並行 1 位寬的傳輸線上同時由源傳送到目的。以 1 位元組為例，在並行傳送中， 1 位元組資料通過 8 條並行傳輸線同時由源傳送到目的
- 序列傳送 資料在單條 1 位寬的傳輸線上，一位一位的按順序分時傳送，以 1 位元組為例，在序列傳送中， 1 位元組的資料要通過一條傳輸線分 8 次由低位到高位按順序一位一位的傳送
- 並行傳送與序列傳送的比較 （1）從距離上看。並行通訊適宜於近距離的資料傳送，通常小於 30m，而序列通訊適宜於遠距離傳送，可以從幾米到數千公里 （2）從速度上看。在短距離內，並行介面的資料傳輸速度顯然比序列介面的傳輸速度高得多。另一方面序列和並行資料傳送速率與距離成反比 （3）從裝置、費用上看。對遠距離通訊而言，序列通訊的費用顯然會低得多。另一方面序列通訊還可以利用現有的電話網路來實現遠端通訊，降低通訊費用
二、序列通訊
序列通訊又分為 同步通訊 和 非同步通訊
非同步通訊
非同步通訊中，CPU 與外設之間有兩項約定：字元格式和波特率
- 字元格式 （1）1 個起始位，低電平 （2）5 ~ 8 個數據位（如標準 ASCII 碼，則為 7 位） （3）1 個奇偶校驗位（作為檢錯用） （4）1 ~ 2 個終止位（停止位），高電平
- 波特率
指單位時間內傳送二進位制資料的位數，以 位/s 為單位，它是衡量序列資料傳送速度快慢的重要標誌和引數
假如資料傳送速率是 120 字元/s ，而一個字元格式包含 10 位二進位制資料（1 位起始位，1 位終止位，7 位資料位，1 位奇偶校驗位），則傳送的波特率為
10 X 120 = 1200 位/s = 1200 波特
而每個資料位的傳送時間 Td即為波特率的倒數： Td = 1/1200 = 0.833ms 非同步通訊的傳送速度一般在 50 ~ 19200 波特之間，常用於計算機到 CRT 終端和 字元印表機之間的通訊
同步通訊
在非同步傳送中，每一個字元要用起始位和終止位作為字元開始和結束的標誌，佔用了一些時間，因而在資料塊傳送時，為了提高速度，就要設法去掉這些標誌，而採用同步傳送。此時，在資料塊開始處要用同步字元來指明。 同步傳送速度高於非同步傳送速度，可達 500k 波特。但它要求有時鐘來實現傳送端及接收端之間的同步，故硬體電路比較複雜。通常用於計算機之間的通訊或計算機到 CRT 等外設之間的通訊等
三、 序列通訊的傳送方向
通常序列通訊資料在兩個站（或裝置） A 與 B 之間傳送，有單工、半雙工、全雙工 三種傳送
- 單工（Simplex）。僅能進行一個方向的傳送，即 A 只能作為傳送器， B 只能作為 接收器
- 半雙工（Half-Duplex）。能交替的進行雙向資料傳送，但兩裝置之間只有一根傳輸線，因此兩個方向的資料不能同時進行
- 雙全工（Full-Duplex）A、B 之間有兩條傳輸線，能在兩個方向上同時進行資料傳送
四、訊號的調製與解調
- 數字訊號通過遠距離載波電話線傳送後，訊號會發生畸變。
- Modem 可分為三類： 調幅、調頻、調相 調頻方式是常用的一種調製方式
- 調頻時，數字訊號 “ 1 ” 和 “ 0 ” 被調製成易於鑑別的兩個不同頻率的模擬訊號。這種形式的調製稱為 頻移鍵控 FSK
五、序列介面原理
以通用非同步收發器 UART 為例， UART :Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，是用硬體實現序列通訊的通訊介面電路
- UART 由三部分組成 （1）接收器：用來把序列碼轉換位並行碼 （2）傳送器：用來把並行碼轉換位序列碼 （3）控制器：用來接收 CPU 的控制訊號，執行 CPU 所要求的操作，並輸出狀態資訊和控制資訊。
- UART 功能 UART 的功能既能接收非同步序列輸入碼並將其轉換為 CPU 所需的並行碼，也能將 CPU 內部的並行碼轉換為序列碼輸出
六、 可程式設計通訊介面 8251A （USART）
Intel 8251A USART 是通用同步/非同步接收/傳送器，是專為 Intel 微處理器設計的，可用作 CPU 和序列外設的介面電路
- 基本效能 （1）可用於同步和非同步傳送 （2）同步傳送： （3）非同步傳送 （4）可產生中止符 （5）波特率 （6）完全雙工、雙緩衝器傳送和接收 （7）誤差檢查 （8）與 Intel 8080、8085、8086、8088 CPU 相容
- 結構 （1）資料匯流排緩衝器和讀寫控制邏輯 （2）傳送器和接收器以及控制電路 （3）MODEM 控制電路，產生 RS-232C 有關的訊號