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一、串行通信基础知识
/ S1 ~8 G5 r g/ O6 v- ^1、异步通信和同步通信$ u1 z5 D& Y' R3 b" m
计算机的数据传输共有两种方式：并行数据传输和串行数据传输。! R4 F* Z" {# r) n
并行数据传输的特点：是各数据位同时传输，传输速度快，效率高。但并行数据传输时有多少数据位就需要有多少根数据线，因此，传送成本高。
, a8 w' C3 h# P" v/ S串行数据传输的特点：是数据传输按位顺序进行，只需一根传输线即可完成，成本低但速度慢，适用于远距离数据传输。常用的Internet网采用的就是串行数据传输。
1 ?& S, r( Z" D' ?9 X! E* w3 L串行通信又分为异步传输(Asynchronous Transmission)和同步传输(Synchronous Transmission)两种方式，一般称为异步串行通信和同步串行通信。
6 p$ g; F4 J7 Y5 Y6 o/ y（1）异步串行通信# p$ U9 N/ l# v! B1 k- ~: Q
异步串行通信是以字符为单位的间歇传输形式。传送时按字符进行包装，为此，在数据位之外要增添起始位、奇偶校验位和停止位，构成一个通信帧。下图为异步通信的帧格式。
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几点说明：
C- h8 T: [' J! {! D$ U0 I1 Q3 w① 在串行通信中，信息的两种状态分别以mark和space标志。其中mark译为标号，对应逻辑状态1，在发送器空闲时，数据线应保持在mark状态；space译为空格，对应逻辑状态0。
1 r T6 d$ P X6 U$ w7 ]! d* e② 起始位。发送器通过发送起始位而开始一个字符的传输。起始位使数据线处于space状态。# y9 S- O3 N F* c/ G1 f
③ 数据位。起始位之后传送数据位。在数据位中，低位在前(左），高位在后(右）。由于字符编码方式的不同，数据位可以是5、6、7或8位等多种形式。" N8 `9 a! C' `0 U) s( ^5 m
④ 奇偶校验位。用于对字符传送作正确性检查，因此，奇偶校验位是可选择的，共有3种可能，即奇校验、偶校验和无校验，由用户根据需要选定。
" {9 L1 x: w0 K' k, n2 j所谓偶校验，即数据位和奇偶校验位中逻辑1的个数加起来必须是偶数(全0也视为偶数个1）。
3 I( |9 R! ^ X0 I5 C6 m5 W所谓奇校验，即数据位和奇偶校验位中逻辑1的个数加起来必须是奇数。
: K) n# ?! C! f D% }. W. p2 A- m, e⑤ 停止位。停止位在最后，用于标志一个字符传输的结束，对应于mark状态。停止位可能是1、1.5或2位，在实际应用中根据需要确定。1 b3 N( M' `% m
⑥ 位时间。一个格式位的时间宽度。. k0 l; N; C1 C5 C8 |
⑦ 帧(Frame）。从起始位开始到停止位结束的全部内容称为一帧。
0 z% @( A/ a/ Y" T异步串行通信是一帧接一帧进行的，传输可以是连续的，也可以是断续（间歇）的。
- l& o( H* J+ D, `) r/ }（2）同步串行通信, i1 y' v) p; l$ A
为提高传送速度，把数据传输按相等的时间间隔分块进行，在数据块的开始加一些特殊字符，作为发送和接收双方的同步标志。由于数据块的位数较多，为防止错位，在发送数据时一般同时给出时钟信号，以保持接收与发送的同步，这就是同步串行通信。同步串行通信的数据传送格式如下图所示：& D2 w0 B9 J6 d! z3 I( p
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同步串行通信的数据格式有如下特点和要求：
- U& q- Y0 j+ }! T( G5 D; x① 只在数据块传输的开始使用同步字符串，作为发送和接收双方同步的标志，而在结束时不需要同步标志。$ {4 B" R9 n, `; I; G
② 数据字符之间不允许有间隔，当线路空闲或没有数据可发时，可发送同步字符串。: }! o1 L, l3 R% A
③ 数据块内各字符的格式必须相同。+ O# S$ A" A; u, m
同步串行通信比异步串行通信的传送速度快，但同步串行通信要求收发双方在整个数据传输过程中始终保持同步，这将对硬件提出更高的要求，实现起来难度大一些；而异步串行通信只要求在每帧的短时间内保持同步即可，实现起来容易得多。所以同步串行通信适用于数据量大、对速度要求比较高的串行通信场合。
* z4 d# [3 x6 ?$ A2 、串行通信线路形式
+ h6 E: h5 R& D, k1 \（1）单工形式7 y8 n, |, `6 ^* m8 ~5 ~- N1 p
单工(SIMplex)形式的数据传输是单向的。通信双方中一方固定为发送端，另一方则固定为接收端。单工形式的串行通信只需要一条数据线，如下图所示。; V x8 d' s8 f L, u
例如，计算机与打印机之间的串行通信。
/ v4 b5 M7 A8 A4 p（2）全双工形式5 C' i$ c$ K8 }& W
全双工(Fullduplex)形式的数据传输是双向的，可以同时发送和接收数据，因此，全双工形式的串行通信需要两条数据线。1 B4 n" _0 V7 f+ G8 ?- \
（3）半双工形式! L* D! O) w+ H! M/ }' z, k6 S- s- w
半双工(Halfduplex)形式的数据传输也是双向的。但任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工形式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。: `1 d: l0 ?5 A+ N
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发表于 2022-6-10 10:14
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