8.1.3 串行通信接口电路 串行接口电路芯片的种类和型号很多。能够完成异步通信 的硬件电路称为UART,即通用异步接收器/发送器 (Universal Asynchronous Receive/Transmitter); 完成同步通信的硬件电路称为USRT(Universal Synchronous Rece ive,/Transmitter);既能异步又能同步 通信的硬件电路称为USART(Universal Synchronous Asynchronous Receive/Transmitter)o 从本质上说，所有的串行接口电路都是以并行数据形式与 CPU接口、而以串行数据形式与外部逻辑接口传送数据。它 们的基本功能都是从外部逻辑接收串行数据，转换成并行 数据后传送给CPU,或从CPU接收并行数据，转换成串行数 据后输出给外部逻辑
8.1.3 串行通信接口电路 • 串行接口电路芯片的种类和型号很多。能够完成异步通信 的硬件电路称为UART，即通用异步接收器/发送器 (Universal Asynchronous Receive/Transmitter)；能够 完成同步通信的硬件电路称为USRT(Universal Synchronous Receive/Transmitter)；既能异步又能同步 通信的硬件电路称为USART (Universal Synchronous Asynchronous Receive/Transmitter)。 • 从本质上说，所有的串行接口电路都是以并行数据形式与 CPU接口、而以串行数据形式与外部逻辑接口传送数据。它 们的基本功能都是从外部逻辑接收串行数据，转换成并行 数据后传送给CPU，或从CPU接收并行数据，转换成串行数 据后输出给外部逻辑
8.1.3 串行通信接口电路 1.异步通信硬件电路URT工作原理 串行发送时，CPU可以通过数据总线把8位并行数据送到 “发送数据缓冲器”，然后并行送给“发送移位寄存器” 并在发送时钟和发送控制电路控制下通过TxD线一位一位地 发送出去。起始位和停止位是由UART在发送时自动添加上 去的。UART发送完一帧后产生中断请求，CPU响应后可以把 下一个字符送到发送数据缓冲器，然后重复上述过程。 串行接收时，UART监视RxD线，并在检测到RxD线上有一个 低电平（起始位）时就开始一个新的字符接收过程。URT每 接收到一位二进制数据位后就使“接收移位寄存器”左移 一次。连续接收到一个字符后并行传送到“接收数据缓冲 器”，并通过中断促使CPU从中取走所接收的字符
8.1.3 串行通信接口电路 1.异步通信硬件电路UART工作原理 • 串行发送时，CPU可以通过数据总线把8位并行数据送到 “发送数据缓冲器” ，然后并行送给“发送移位寄存器” ， 并在发送时钟和发送控制电路控制下通过TxD线一位一位地 发送出去。起始位和停止位是由UART在发送时自动添加上 去的。UART发送完一帧后产生中断请求，CPU响应后可以把 下一个字符送到发送数据缓冲器，然后重复上述过程。 • 串行接收时，UART监视RxD线，并在检测到RxD线上有一个 低电平(起始位)时就开始一个新的字符接收过程。UART每 接收到一位二进制数据位后就使“接收移位寄存器”左移 一次。连续接收到一个字符后并行传送到“接收数据缓冲 器” ，并通过中断促使CPU从中取走所接收的字符
UART硬件框图 RxD 接收移位寄存器 接收数据缓冲器 奇偶错 DB PE 溢出错 OE RxC FE 帧错 RESET WE 控制电路 R TxC s TBE 发送数据缓冲器 发送移位寄存器
UART硬件框图
8.1.3 串行通信接口电路 2.UART对RxD线的采样 UART对RxD线的采样是由接收时钟RxC完成的。其周期T和 所传数据位的传输时间T。(位速率的倒数)必须满足如下关 系： 式中，仁16或64。现以作16来说明UART对RxD线上字符帧 的接收过程。 平常，UART按RxC脉冲上升沿采样RxD线。当连续采到RxD线 上8个低电平（起始位二分之一位置）后，UART便确认对方在 发送数据（不是干扰信号）。此后，UART便每隔16个RxC脉冲 采样RxD线一次，并把采到的数据作为输入数据，以移位方 式存入接收移位寄存器
8.1.3 串行通信接口电路 2. UART对RxD线的采样 • UART对RxD线的采样是由接收时钟RxC完成的。其周期TC和 所传数据位的传输时间Td(位速率的倒数)必须满足如下关 系： 式中，K=16或64。现以K=16来说明UART对RxD线上字符帧 的接收过程。 • 平常，UART按RxC脉冲上升沿采样RxD线。当连续采到RxD线 上8个低电平(起始位二分之一位置)后，UART便确认对方在 发送数据(不是干扰信号)。此后，UART便每隔16个RxC脉冲 采样RxD线一次，并把采到的数据作为输入数据，以移位方 式存入接收移位寄存器。 d C T T K
8.1.3 串行通信接口电路 16T RxD 启动位 DATA! cUUU几n 1 234567891011121314151612345678 9 启动检测 确认启动位 采样数据 8个 16个 UART对数据的采样
8.1.3 串行通信接口电路 DATA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 T 16T RxD 启动位 RxC 启动检测 确认启动位 采样数据 8 个 16 个 UART对数据的采样