串口通信之通信基础知识.doc

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1、主机与外设(或计算机与计算机Z间)的数据交换除了可采用并行传输外，还可以采用串行传输。串行传输方式在每一个时间单位传输一位信息(即每位祁占据固定长度的时间间隔),信息的所有位按顺序一位一位传送。串行传输有时也称为串行通信，由于使川的传输线少,所以成木低，适合于远距离传输。木文将介绍串行通信的基础。1.串行通信基本概念:半双工和全双工串行通信是将数据i位接…位地顺序通过同…信号线进行传送的方式。它的通路可以只有一条，此时发送信息和接收信息不能同时进行，只能采用分时使用线路的方法，如在A发送信息时，B只能接收；而当B发送信息时，则A只能接收。这种串行通信的工作方式称为半双工通信方式，如图1-1(

2、a)所示。如果有两条通路，则发送信息和接收信息就可以同时进行。如当A发送信息、B只能接收时，B也能够同时送利用另一条通路发送信息而由A接收。这种工作方式称为全双工通信方式，如图1-1(b)所示。除了半双工和全双工通信外，还有一种单工通信方式，它只允许一个方向传送信息，而不允许反向传输。这种方式在实际应用屮较少见。2.调制与解调计算机通信时发送接收的信息均是数字信号，其占用的频带很宽，约为几MHz甚至更高；但目前长距离通信时采用的传统电话线路频带很窄，大约公有4kHz左右。岚接传送必然会造成信号的严重畸变，大大降低了通信的可靠性。所以，在长距离通信时，为了确保数据的正常传送，一般都要在传送前把

3、信号转换成适合于传送的形式，传送到目的地麻在再恢复成原始信号。这个转换工作可利用调制解调器来(modem)实现.在发送站，调制解调器把“V和“()”的数字脉冲信号调制在载波信号上，承载了数字信息的载波信号在普通电话网络系统屮传送，在目的站，调制解调器把承载了数字信息的载波信号再恢复成原来的“1”和“0"数字脉冲信号。调频就是把数字信号的“1”和“(T调制成不同频率的模拟信号，例如用1200Hz的信号表示“(F,用2400Hz的信号表不“1”。接收方根据载波信号的频率就可知道传输的信息是,T'还是P'。调幅就是把数字信号的“1”和调制成不同幅度的模拟信号，但频率保持不变。例如载波信号的幅度大于

4、8V时表示“0",载波信号的幅度小于3V时表示“V。调相就是把数字信号的,T'和“(厂调制成不同相位的模拟信号，但频率和幅度均保持不变。例如载波信号的相位为0度时表示“(T,载波信号的相位为180度时表示,T'。3・同步通信和异步通信串行通信的数据是逐位传送的，发送方发送的每…位都具侑固定的时间间隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时河间隔来接收每一位。不仅如此，接收方还要确定一个信息的开始和结束的标志。为此，串行通信对传送数据的格式作了严格的规定。不同的串行通信方式具有不同的数据格式。下面简单介绍一下常用的基木串行通信方式：同步通信和异步通信及其数据传送格式。(1)同步通信所谓同步通信是

5、指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相信始终保持一致(同步)，这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。同步通信把许多字符组成一个信息组，或称为信息帧，每帧的开始用同步字符来指示。由于发送和接收的双方采用同一时钟，所以在传送数据的同时还要传送时钟信号，以便接收方可以用时钟信号来确定每个信息位。同步通信要求在传输线路上始终保持连续的字符位流，若计算机没有数据传输，则线路上要用专用的“空闲”字符或同步字符填充。同步通信传送信息的位数几乎不受限制，通常一次通信传的数据有几I-到几T个字节，通信效率较高。但它要求在通信屮保持精确的同步时钟，所以其发送器和接收器比较复

6、杂，成木也较高，一般用于传送速率要求较高的场合。用于同步通信的数据格式有许多种，图1・2表示了常用的几种数据格式。在图1・2屮，除数据部分的长度可变外，其他均为8位。其屮图l-2(a)为单同步格式，送一帧数据仅使用一个同步字符。当接收端收到并识别出一个完整同步字符示，就连续接收数据。一帧数据结束,进行CRC校验。图l-2(b)为双同步字格式，这时利用两个同步字符进行同步。图l・2(c)为同步数据链路控制(SYNSDataControl)®程所规定的数据格式，而l・2(e)称为高级数据链路控制(HighDataLinkControl)®程所规定的数据格式。它们均川于同步通信。这两种规程的细节木

7、书不做详细说明。图l-2(d)则是一种外同步方式所采用的数据格式。对这种方式，在发送的一帧数据屮不包含同步字符。同步信号SYNC通过专门的控制线加到串行的接LI上。当SYNC-到达，表明数据部分开始，接口就连续接收数据和CRC校验码。图屮的CRC(cyclicredundancychecks)的意思是循环冗余校验码。它用于检验在传输过稈中是否出现错误，是保证传输可靠性的重要手段之一。(2)异步通信异步通信是指