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  •  等級:專家教授
  •  2013/04/25 16:10:17
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  • 樓主(閱讀:5207/回復:0)計算機串行通信基礎

    隨著多微機系統的廣泛應用與計算機網絡技術的普及,計算機的通信功能越來越顯得重要。計算機通信是指將計算機技術和通信技術相結合,完成計算機與外部設備或計算機與計算機之間的信息交換。通信方式可以分為兩大類:并行通信與串行通信。在多微機系統及現代測控系統中信息的交換多采用串行通信方式。


    1)并行通信

    并行通信通常是將數據字節的各位用多條數據線同時進行傳送,如圖1所示。

    并行通信控制簡單、傳輸速度快;由于傳輸線較多,長距離傳送時成本高且接收方的各位同時接收存在困難。

    (2) 串行通信

    串行通信是將數據字節分成11位的形式,再在一條傳輸線上逐個地傳送,如圖2所示。

    串行通信的特點:傳輸線少,長距離傳送時成本低,且可以利用電話網等現成的設備,但數據的傳送控制比并行通信復雜。

    串行通信的基本概念和具體特點介紹如下。

    3) 異步通信

    異步通信是指通信的發送與接收設備使用各自的時鐘控制數據的發送和接收過程。為使雙方的收發協調,要求發送和接收設備的時鐘盡可能一致。

    異步通信是以字符(構成的幀)為單位進行傳輸的,字符與字符之間的間隙(時間間隔)是任意的,但每個字符中的各位是以固定的時間傳送的,即字符之間不一定有“位間隔”的整數倍的關系,但同一字符內的各位之間的距離均為“位間隔”的整數倍,圖3和圖4分別為異步通信的收發示意圖和數據格式。

    異步通信的特點:不要求收發雙方的時鐘嚴格一致,實現容易,設備開銷較小,但每個字符要附加2-3位用于趕止位,各幀之間還有間隔,因此傳輸效率不高。

    4)同步通信

    同步通信時要建立發送方時鐘對接收方時鐘的直接控制,使雙方達到完全同步。此時,傳輸數據的位之間的距離均為位間隔的整數倍,同時傳送的字符間不留間隙,即保持位同步關系,也保持字符同步關系。發送方對接收方的同步可以通過兩種方法實現,如圖5所示,分別對應于外同步和自同步兩種方法。

    另外,根據同步格式的不同,同步通信可以分為面向字符和面向位這兩種同步格式,具體如圖6所示。

    在面向字符的同步格式中,傳送的數據和控制信息都必須由規定的字符集(ASCII)中的字符所組成。圖6(a)中幀頭為一個或兩個同步字符SYN(ASCII碼為16H)。SOH為序始字符(ASCII字符為01H),表示標題的開始,標題中包含源地址、目標地址和路由指示等信息。STX為文始字符(ASCII碼為02H),表示傳送數據塊的開始。數據塊是傳送的正文內容,由多個字符組成。數據塊后面是組終字符ETB(ASCII碼為17H)或文終字符ETX(ASCII碼為03H),然后是校驗碼。

    典型的面向字符的同步規程是IBM的二進制同步規程BSC.

    而在面向位的同步格式中,是將數據塊看做數據流,并用序列01111110作為開始和結束標志。為了避免在數據流中出現序列01111110時引起的混亂,發送方總是在其發送的數據流中每出現5個連續的“1”就插入一個附加的“0”;接收方則每檢測到5個連續的“1”并且其后有一個“0”時,就刪除該0。

    典型的面向位的同步協議有:ISO的高級數據鏈路控制規程HDLCIBM的同步數據鏈路控制規程SDLC。

    在這種情況下,同步通信的特點是以特定的位組合“01111110”作為幀的開始和結束標志的,所傳輸的一幀數據可以是任意位。所有傳輸的效率較高,但實現的硬件設備比異步通信復雜。

    (5) 串行通信的傳輸方向

    串行通信的傳輸方向分為單工、半雙工、全雙工3類,如圖7所示。

    單工:單工是指數據傳輸僅能沿一個方向,不能實現反向傳輸。

    半雙工:半雙工是指數據傳輸可以沿兩個方向,但需要分時進行。

    全雙工:全雙工是指數據可以同時進行雙向傳輸。

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