(笔记总结)计算机串行通信的基础

计算机通信是指计算机与外部设备,或计算机与计算机之间的信息交换。

通信有并行通信串行通信两种方式。多采用串行通信方式。

并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时传送。

并行通信控制简单、传输速度快,但是传输线过多,长距离传送成本高,并且接收方各位同时接收存在困难。

串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个的传送。

串行通信,传输线少,长距离传送时成本低,且可以利用电话网等现成的设备,但数据的传送控制比并行通信复杂。

串行通信的基本概念

1.异步通信和同步通信

异步通信

异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送与接收过程。为使双方的收发协调,要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。

异步通信是由字符(构成的帧)为单位进行传输,字符与字符之间的间隙(时间间隔)是任意的,但是每个字符的各位是以固定的时间传送的。



异步通信的数据格式

异步通信的特点:不要求收发双方时钟的严格一致,实现简单,成本低,但是每个字符要附加2~3个起止位,并且每帧之间还有间隔,因此传输效率不高。

同步通信

同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制,使双方达到完全同步。传送字符间不留间隙,即保持位同步关系,也保持字符同步关系。

面向字符的同步格式

传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集(如ASCII码)中的字符所组成。

SYN,一个或两个同步字符(ASCII码为16H)。

SOH,序始字符(ASCII码为01H),表示标题的开始。

标题,标题中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。

STX,文始字符(ASCII码为02H),表示传送的数据块的开始。

数据块,数据块是传送的正文内容,由多个字符组成。

ETB/ETX,组终字符(ASCII码为17H)/文终字符(ASCII码为03H)。

块校验,校验码。

面向位的同步格式

将数据块看作数据流,并用序列01111110作为开始和结束的标志。

串行通信的传输方向

1.单工   单工是指数据传输只能沿一个方向,不能实现反向传输。

2.半双工   半双工是指数据传输可以沿两个方向,但不能两个方向同时传输,要分时传输。

3.全双工    全双工是指数据传输可以沿两个方向,并且可以两个方向同时传输。

信号的调制和解调

调制器,把数字信号转化为模拟信号。

解调器,把模拟信号转化为数字信号。

由于通信是双向的,所以把调制器和解调器合并在一个装置中,这就是调制解调器。

串行通信的错误校验

1.奇偶校验

在发送数据时,数据位尾随的1位是奇偶校验位(1或0)。奇校验时,数据中‘1’的个数与检验位‘1’的个数的和应为奇数;偶校验时,数据中‘1’的个数与校验位‘1’的个数的和应该是偶数。接受字符时,对数据中‘1’的个数进行校验,要是不一致,则说明传输数据过程中出现了差错。

2.代码和检验

代码和检验时发送方将所发数据块求和(或各字节异或),产生一个字节的校验字符(校验和)附加到数据块末尾。接收方接收数据,并对数据块求和,将所得的结果与发送方的“检验和”进行比较。相同则无差错,不同就说明传输数据过程中出现了差错。

3.循环冗余校验

常用于同步通信。

传输速率与传输距离

1.传输速率

比特率是每秒传输二进制代码的位数,单位是位/秒(bps)。

如:每秒传输100个字符(每个字符10位,1个起始位,八个数据位,一个停止位)。这是比特率为100位/秒*10位=1000bps

2.传输距离与传输速率的关系

传输距离随传输速率的增大而减小

串行通信接口标准

1.RS-232C接口

RS-232C接口是美国电子工业协会1969年修订RS-232标准。RS-232C定义了数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间的物理接口标准。

1.机械特性

RS-232C接口规定使用25针连接器,连接器的尺寸和每个插针的排列位置都有明确的定义。

2.功能特性

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