电子常识
串行通信是指 使用一条数据线,将数据一位一位地依次传输,每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息,特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
串行通信可以分为同步通信和异步通信两类。同步通信是按照软件识别同步字符来实现数据的发送和接收,异步通信是一种利用字符的再同步技术的通信方式。
1、同步通信
同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式,一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同,通常含有若干个数据字符。
它们均由同步字符、数据字符和校验字符(CRC)组成。其中同步字符位于帧开头,用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后,个数没有限制,由所需传输的数据块长度来决定;校验字符有1到2个,用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。
2、异步通信
异步通信中,在异步通行中有两个比较重要的指标:字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送,通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收,这两个时钟源彼此独立,互不同步。
接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑“0”(即字符帧起始位)时,确定发送端已开始发送数据,每当接收端收到字符帧中的停止位时,就知道一帧字符已经发送完毕。
异步通信的特点
1、 起止式异步通信协议传输数据对收发双方的时钟同步要求不高,即使收、发双方的时钟频率存在一定偏差,只要不使接收器在一个字符的起始位之后的采样出现错位现象,则数据传输仍可正常进行。因此,异步通信的发送器和接收器可以不用共同的时钟,通信的双方可以各自使用自己的本地时钟。
2、实际应用中,串行异步通信的数据格式,包括数据位的位数、校验位的设置以及停止位的位数都可以根据实际需要,通过可编程串行接口电路,用软件命令的方式进行设置。在不同传输系统中,这些通信格式的设定完全可以不同;但在同一个传输系统的发送方和接收方的设定必须一致,否则将会由于收、发双方约定的不一致而造成数据传输的错误与混乱。
3、串行异步通信中,为发送一个字符需要一些附加的信息位,如起始位、校验位和停止位等。这些附加信息位不是有效信息本身,它们被称为额外开销或通信开销,这种额外开销使通信效率降低。例如一个字符由7位组成,加上一位起始位、一位校验位和一位停止位 ,发送一个字符必须发送10位,而其中只有7位是有效的,其余3位不是有效的,使通信能力的30%成了额外开销。所以异步通信适用于传送数据量较少或传输要求不高的场合。对于快速、大量信息的传输,一般采用通信效率较高的同步通信方式。
4、串行异步通信依靠对每个字符设置起始位和停止位的方法,使通信双方达到同步。
数据在单条一位宽的传输线上,一比特接一比特地按顺序传送的方式称为串行通信。 在并行通信中,一个字节(8位)数据是在8条并行传输线上同时由源传到目的地;而在串行通信方式中,数据是在单条1位宽的传输线上一位接一位地顺序传送。这样一个字节的数据要分8次由低位到高位按顺序一位位地传送。由此可见,串行通信的特点如下:
1、节省传输线,这是显而易见的。尤其是在远程通信时,此特点尤为重要。这也是串行通信的主要优点。
2、数据传送效率低。与并行通信比,这也这是显而易见的。这也是串行通信的主要缺点。
例如:传送一个字节,并行通信只需要1T的时间,而串行通信至少需要8T的时间。 由此可见,串行通信适合于远距离传送,可以从几米到数千公里。对于长距离、低速率的通信,串行通信往往是唯一的选择。并行通信适合于短距离、高速率的数据传送,通常传输距离小于30米。特别值得一提的是,现成的公共电话网是通用的长距离通信介质,它虽然是为传输声音信号设计的,但利用调制解调技术,可使现成的公共电话网系统为串行数据通信提供方便、实用的通信线路。
EIA-232、EIA-422与EIA-485标准等串行通信技术应用很广,如录像机、计算机以及许多工业控制设备上都配备有EIA-232串行通信接口。
USB接口应用较为广泛。人们在市场上可以看到,每一款计算机主板都带有不少于2个USB接口,USB打印机、USB调制解调器、USB鼠标、USB音箱、USB存储器等产品越来越多,USB接口已经占据了串行通信技术的垄断地位。
目前支持IEEE 1394的产品有台式计算机、笔记本电脑、高精度扫描仪、数字视频(DV)摄影机、数码音箱(SA2.5)、数码相机等。
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