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  •  2013/04/25 16:10:17
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  • 楼主(阅读:5372/回复:0)计算机串行通信基础

    随着多微机系统的广泛应用与计算机网络技术的普及,计算机的通信功能越来越显得重要。计算机通信是指将计算机技术和通信技术相结合,完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。通信方式可以分为两大类:并行通信与串行通信。在多微机系统及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。


    1)并行通信

    并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送,如图1所示。

    并行通信控制简单、传输速度快;由于传输线较多,长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。

    (2) 串行通信

    串行通信是将数据字节分成11位的形式,再在一条传输线上逐个地传送,如图2所示。

    串行通信的特点: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和具体特点介绍如下。

    3) 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和接收过程。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。

    异步通信是以字符(构成的。┪ノ唤写涞,字符与字符之间的间隙(时间间隔)是任意的,但每个字符中的各位是以固定的时间传送的,即字符之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系,但同一字符内的各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍,图3和图4分别为异步通信的收发示意图和数据格式。

    异步通信的特点:不要求收发双方的时钟严格一致,实现容易,设备开销较小,但每个字符要附加2-3位用于赶止位,各帧之间还有间隔,因此传输效率不高。

    4)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。此时,传输数据的位之间的距离均为位间隔的整数倍,同时传送的字符间不留间隙,即保持位同步关系,也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可以通过两种方法实现,如图5所示,分别对应于外同步和自同步两种方法。

    另外,根据同步格式的不同,同步通信可以分为面向字符和面向位这两种同步格式,具体如图6所示。

    在面向字符的同步格式中,传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集(ASCII)中的字符所组成。图6(a)中帧头为一个或两个同步字符SYN(ASCII码为16H)。SOH为序始字符(ASCII字符为01H),表示标题的开始,标题中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始字符(ASCII码为02H),表示传送数据块的开始。数据块是传送的正文内容,由多个字符组成。数据块后面是组终字符ETB(ASCII码为17H)或文终字符ETX(ASCII码为03H),然后是校验码。

    典型的面向字符的同步规程是IBM的二进制同步规程BSC.

    而在面向位的同步格式中,是将数据块看做数据流,并用序列01111110作为开始和结束标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起的混乱,发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的“1”就插入一个附加的“0”;接收方则每检测到5个连续的“1”并且其后有一个“0”时,就删除该0。

    典型的面向位的同步协议有:ISO的高级数据链路控制规程HDLCIBM的同步数据链路控制规程SDLC。

    在这种情况下,同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧的开始和结束标志的,所传输的一帧数据可以是任意位。所有传输的效率较高,但实现的硬件设备比异步通信复杂。

    (5) 串行通信的传输方向

    串行通信的传输方向分为单工、半双工、全双工3类,如图7所示。

    单工:单工是指数据传输仅能沿一个方向,不能实现反向传输。

    半双工:半双工是指数据传输可以沿两个方向,但需要分时进行。

    全双工:全双工是指数据可以同时进行双向传输。

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