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一、串行通信基础知识# z0 I4 H2 ?6 h; p/ h- R
1、异步通信和同步通信
. H0 x- H3 R6 R7 R' d0 r& F$ t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。
6 c' g7 O4 R( e M) V, {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。
+ w( W/ t8 M( h+ B7 M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。0 c& Y. }" V% S. j1 s, z+ J
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。
3 h0 U0 X6 x2 K' A（1）异步串行通信 Z4 Z' F( E- v
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。) D8 k( ], W; m
) w* D- T+ d3 Y: ~几点说明：6 L; e( M5 g/ w& H6 T1 j
① 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。
2 [5 I4 `, o$ Y [1 J# \② 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。
6 w6 j$ l6 b- _8 r③ 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。
1 r: R- l) @+ h! |9 E+ H④ 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。
" Q8 l+ L/ L3 ~3 m# N" H7 m7 u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）。' M3 \' S* ~5 r* s2 B! W7 R8 a
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。5 U+ j0 Z: A; Y0 J& K. W" K- Q/ q
⑤ 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。! o# n/ H: b" i
⑥ 位时间。一个格式位的时间宽度。. K/ A6 `4 Z2 H, U2 D& T
⑦ 帧(Frame）。从起始位开始到停止位结束的全部内容称为一帧。
1 R% \0 w+ L9 z5 x$ O1 W; f# _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。8 {, u- v! _' J3 t' @2 P' |
（2）同步串行通信
9 a+ B* o; Z- h/ P9 l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：
+ U8 D/ z' v1 \" \+ D4 p- Z% R
0 Z6 Q/ |8 x6 ?2 l同步串行通信的数据格式有如下特点和要求：
2 q0 ~- o/ ?* i5 ?7 c0 N% q① 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 r9 S7 F9 P0 g1 O1 O; ~8 O& n$ D" t② 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。- r! y# L" N, t# B6 {
③ 数据块内各字符的格式必须相同。, g; J/ {5 X+ o, }' z! `
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。
1 ^: J. E; @6 `2 、串行通信线路形式9 I' G' E+ Q" a' T% ^4 `
（1）单工形式0 @/ R, ]1 l) l
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。$ t. W/ U0 s9 q: H7 X
例如，计算机与打印机之间的串行通信。6 x$ A& u3 B( R$ h/ Z: q
（2）全双工形式
1 q' `, G) }. G. x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。
3 P5 G v& Q, H& b' F9 @- T（3）半双工形式4 ]8 O& }% ]1 f$ K
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 ~$ a: S* b- ~! C4 Y
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发表于 2022-6-10 10:14
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