【正文】 串 行 通 信 第 10章 串行通信的基本概念 （ 1） 串行通信的特點(diǎn) ? 并行通信中 ， 傳輸線數(shù)目沒有限制 ， 除了數(shù)據(jù)線之外還應(yīng)設(shè)置有通信聯(lián)絡(luò)控制線 。但是 ， 當(dāng)多微機(jī)系統(tǒng)中的各臺(tái)微機(jī)相距比較遠(yuǎn)時(shí) ， 一般不能使用并行通信 ， 其原因是基于以下兩點(diǎn)； ? ； ? 、 故障 ， 降低了整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠性 。 ? 串行通信 ：傳送的信息（數(shù)據(jù)信息和控制信息）按位逐位傳送，我們將這種方式稱為串行通信。顯然，串行通信的 速度要比并行通信慢 得多 , 但 在線路上的開銷卻省得多 。 ? 一般來說 ， 串行通信有以下一些特點(diǎn)； ? （ 1） 既傳輸數(shù)據(jù)信息又傳送控制聯(lián)絡(luò)信息 ， 這就需要串行通信中的一系列約定 (編碼 )， 從而來識(shí)別在一根線上傳送的信息流中 ， 哪一部分是聯(lián)絡(luò)信號(hào) ， 哪一部分是數(shù)據(jù)信號(hào) 。 ? （ 2） 串行通信的信息格式有異步和同步信息格式 ， 與此對(duì)應(yīng) ， 有 異步 串行通信和 同步串行通信兩種方式 。 ? （ 3） 串行通信中的信息邏輯定義與 TTL（ +5V等價(jià)于邏輯 “ 1”， 0V等價(jià)于邏輯“ 0” ） 不兼容 ， 故需要邏輯電平轉(zhuǎn)換 。 ? （ 4） 利用現(xiàn)有的信道 (如電話信道等 )， 配備以適當(dāng)?shù)耐ㄐ沤涌?， 便可在任何兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)串行通信 。 (2) 線路傳輸方式 ? 在串行通信中 ， 數(shù)據(jù)通常是在兩個(gè)站 （ 如微機(jī) 、終端等 ） 之間進(jìn)行傳送 ， 按照數(shù)據(jù)流的方向及對(duì)線路的使用方式可分為如下幾種基本傳輸方式 。 ① 單工傳輸方式 ? 在傳輸線路上 ， 數(shù)據(jù)只能按一個(gè)固定的方向傳送 。其示意圖如圖所示 。 這種單向連接的用途較窄 ， 僅適用于一些簡(jiǎn)單的通信或數(shù)據(jù)傳送的場(chǎng)合 。 單工方式 ② 半雙工傳輸方式 ? 當(dāng)使用 同一根傳輸線既作輸入又作輸出 時(shí)， ? 雖然數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上傳送， 但通信雙方不能同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù) ，這種傳輸方式就是半雙工傳輸方式，如圖所示。通信系統(tǒng)的每一端的發(fā)送器和接收器，通過收／發(fā) 開關(guān) 接到通信線上，利用收／發(fā)切換開關(guān)進(jìn)行通信方向的切換。 ? 半雙工方式 發(fā)送器 接收器 ? ③ 全雙工傳輸方式 ? 當(dāng)數(shù)據(jù)的 發(fā)送和接收分別由兩根不同的傳輸線 ? 傳輸 時(shí)，通信 雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收 操作，即相當(dāng)于將兩個(gè)方向相反的單工傳輸方式組合在一起，這樣的傳輸方式就是全雙工傳輸方式，如圖所示。 發(fā)送器 接收器 全雙工方式 傳輸速率與傳送距離 ? (l) 波特率 :衡量串行信號(hào)傳輸速率的量度 單位 1波特 =1b/s,是發(fā)送到通信線路上的電脈沖速率 。 ? 注意 :在并行通信中 ， 傳輸速率是以每秒傳送多少字節(jié) （ B／ s） 來表示 。 ? 常用的標(biāo)準(zhǔn)波特率是 1 300、 1200、 2400、4800、 9600、 19200波特等 。 CRT 終端能處理9600波特的傳輸 ， 而點(diǎn)陣打印機(jī)通常以 2400波特來接收信號(hào) 。 ? (2) 發(fā)送／接收時(shí)鐘 :作用是控制 發(fā)送／接收數(shù)據(jù)信號(hào)的每一位的時(shí)鐘 ? 在串行通信中 ， 二進(jìn)制數(shù)據(jù)系列是以數(shù)字信號(hào)波形的形式出現(xiàn)的 ， 對(duì)這些連續(xù)的 數(shù)字波形的定時(shí)發(fā)送和接收是在發(fā)送／接收時(shí)鐘的控制下進(jìn)行的 。 ? 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí) ， 發(fā)送器在發(fā)送時(shí)鐘的有效沿 （ 下降沿 ） 作用下將移位寄存器的數(shù)據(jù)按位移位串行輸出；在接收數(shù)據(jù)時(shí) ， 接收器在接收時(shí)鐘的有效沿（ 上升沿 ） 作用下對(duì)接收數(shù)據(jù)按位采樣 ， 并按位串行移入移位寄存器 。 而發(fā)送／接收時(shí)鐘的快慢將直接影響通信設(shè)備發(fā)送／接收數(shù)據(jù)的速度 。 ? 發(fā)送／接收時(shí)鐘頻率與波特率的關(guān)系如下： ? 發(fā)送／接收時(shí)鐘頻率＝ n 發(fā)送／接收波特率 ? 發(fā)送／接收時(shí)鐘頻率 ? 發(fā)送／接收波特率＝ n ? 表達(dá)式中的 n = 1,16, 64。 ? 例如 ， 要求傳輸速率為 1200波特 ， 則： ? 當(dāng) n = l時(shí) ， 發(fā)送／接收時(shí)鐘頻率 =。 ? 當(dāng)選擇 n = 16時(shí) ， 發(fā)送／接收時(shí)鐘頻率 =。 ? 當(dāng)選擇 n = 64時(shí) ， 發(fā)送／接收時(shí)鐘頻率 =。 ? 在應(yīng)用中 ,可根據(jù)所要求傳輸波特率和所選擇的倍數(shù) n來確定發(fā)送／接收時(shí)鐘頻率 。 (3) 傳輸距離與傳輸速率的關(guān)系 ? 傳輸距離與速率是反比關(guān)系。 串行通信協(xié)議 ? 所謂通信協(xié)議是指通信雙方的一種約定 。 ? 在約定中包括了 數(shù)據(jù)格式 、 同步方式 、 傳送速度 、 傳送步驟 、 檢糾錯(cuò)方式以及控制字符定義等作出統(tǒng)一規(guī)定 ， 通信雙方必須共同遵守 。 因此 ， 也叫做通信控制規(guī)程 ， 或稱傳輸控制規(guī)程 ，它屬于 ISO’S OSI（ 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出的開放系統(tǒng)互連參考模型 ） 七層參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層 。 ? 目前 ， 采用的串行通信協(xié)議有兩類：異步通信和同步通信 。 同步協(xié)議又有面向字符 、 面向比特和 面向字節(jié) 計(jì)數(shù)三種 。 由于面向字節(jié)計(jì)數(shù)的同步協(xié)議主要用于 DEC公司的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中 ，在此不作介紹 。 異步通信協(xié)議 ? (1) 特點(diǎn)及傳輸格式 ? 異步傳輸格式亦稱 起止式 異步協(xié)議，其特點(diǎn)是通信雙方以 一個(gè)字符 （包括特定附加位） 作為數(shù)據(jù)傳輸單位 ，且發(fā)送方傳送字符的間隔時(shí)間是不定的。在傳輸一個(gè)字符時(shí)總是 以起始位開始，以停止位結(jié)束 。異步通信傳輸格式如圖所示。 異步通信字符傳輸幀格式 止 ? 由圖可知 ， 一 幀傳送 1個(gè)字符 。 ? (1) 字符格式 ： ? 1個(gè)起始位 ,低電平 ? 5～ 8個(gè)數(shù)據(jù)位（如 :ASCII碼 ,從低開始傳送） ? 1個(gè)奇偶校驗(yàn)位 (用于檢錯(cuò) ) ? 1～ 2個(gè)終止位 (停止位 )高電平 ? 異步通信協(xié)議還規(guī)定： 信號(hào) 1（低電壓狀態(tài) 3~ 15 ）稱為傳號(hào)（或稱為標(biāo)志狀態(tài) MARK），信號(hào) 0（高電平狀態(tài) +3~+15 ）為空號(hào)（或稱間隔狀態(tài) SPACE） 。 ? ? 異步通信的一幀傳輸經(jīng)歷以下步驟： ? ① 無傳輸 ? 發(fā)送方連續(xù)發(fā)送傳號(hào) （ 低電壓 3~15） ，處于信號(hào) 1狀態(tài) ， 表明通信雙方無數(shù)據(jù)傳輸 。 ? ② 開始傳輸 ? 發(fā)送方在任何時(shí)刻將 傳號(hào)變?yōu)榭仗?hào) （ 由 1變?yōu)?0） ， 并持續(xù) 1位時(shí)間表明發(fā)送方開始傳輸 。 與此同時(shí) ， 接受方收到空號(hào)后 ，開始與發(fā)送方同步 ， 并期望收到隨后的數(shù)據(jù) 。 ? ③ 數(shù)據(jù)傳輸 ? 數(shù)據(jù)位的長(zhǎng)度可由 雙方事先確定 ,可選擇5～ 8位 。 數(shù)據(jù)傳輸規(guī)定 最低位在前 ,最高位在后 。 ? ④ 奇偶校驗(yàn) ? 數(shù)據(jù)傳輸之后是可供選擇的奇偶校驗(yàn)位發(fā)送和接收。奇偶位的狀態(tài)取決于選擇的奇偶校驗(yàn)類型。如果選擇 奇校驗(yàn) ， 則該字符數(shù)據(jù)中為 1的位數(shù)與校驗(yàn)位相加，結(jié)果應(yīng)為奇數(shù) 。 ? ⑤ 停止傳輸 ? 在奇偶位 （ 選擇有奇偶校驗(yàn) ） 或數(shù)據(jù)位 （ 選擇無奇偶校驗(yàn) ）