串行通信的基本概念概要.ppt

第1部分串行通信的基本概念
1.1串行通信的基本概念
1.2串行通信的方式
1.3串行通信中的差错控制
1.4串行通信中的同步问题
1.5串行通信协议和接口标准
设备之间的信息交换称为通信，基本的通信方式有两种：并行通信（parallelcommunication）和串行通信（serialcommunication）。
并行通信：所传送数据的各位同时发送或接收。
串行通信：所传送数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。

（a）并行通信；（b）串行通信
并行通信：数据传输速度快，通信线多，不便长距离传送。常用于设备内部通信。
串行通信：通信线少，传输距离远，数据传输速度较慢。常用于设备之间的通信。
1.1串行通信的基本概念1.1串行通信的基本概念3.串行通信的校验
串行通信的目的不只是传送数据信息，更重要的是应确保准确无误地传送。因此必须考虑在通信过程中对数据差错进行校验，因为差错校验是保证准确无误地通信的关键。常用差错校验方法有奇偶校验、累加和校验以及循环冗余码校验（CRC）等。
（1）奇偶校验
在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（1或0）。奇校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为奇数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。
（2）累加和校验
累加和校验是指发送方将所发送的数据块求和，并将“校验和”附加到数据块末尾。接收方接收数据时也是先对数据块求和，将所得结果与发送方的“校验和”进行比较，若两者相同，表示传送正确，若不同则表示传送出了差错。“校验和”的加法运算可用逻辑加，也可用算术加。累加和校验的缺点是无法检验出字节或位序的错误。
（3）循环冗余码校验（CRC）
循环冗余码校验的基本原理是将一个数据块看成一个位数很长的二进制数，然后用一个特定的数去除它，将余数作校验码附在数据块之后一起发送。接收端收到该数据块和校验码后，进行同样的运算来校验传送是否出错。目前CRC已广泛用于数据存储和数据通信中，并在国际上形成规范，市面上已有不少现成的CRC软件算法。4.串行通信中的调制与解调
计算机的通信是要求传送数字信号，它包含了从低频到高频的谐波成分，因此要求传输线的频带很宽。在远距离通信时，为了降低成本，线路往往是借用现有的公用电话网；公用电话网是为音频模拟信号而设计的，线路的频带约为300～3400Hz，如果让数字信号直接在电话线上传输，高次谐波的衰减就会很厉害，从而使传输的信号产生严重的畸变和失真；而在电话线上传输模拟信号，则失真较小。
因此在远距离通信时，发送方需要对二进制信号进行调制，用调制器（Modulator）把数字信号转换为模拟信号，从通信线上发送出去，以适合在电话网上传输相应的音频信号，而接收端也就要用解调器（Demodulator），把从通信线上接收下来的模拟信号，解调还原成数字信号。1.2串行通信的方式2.面向字符的同步通信数据格式
同步通信是以数据块（若干个字节）为单位进行传输的。所谓面向字符格式，就是在数据块的前面加1～2个特定的同步字符，接着是表示传输的源地址及目标地址，以及数据块开始与结束的字符，最后是循环冗余校验码（CRC），形成一个完整的数据块帧格式。由于被传输的数据块是由字符组成的，故被称作面向字符的数据格式，如图所示。

SYN：同步字符（Synchronous），表示一帧的开始。
SOH：序始字符（StartofHeader），表示标题的开始。
标题：包括原地址，目的地址，路由指示等信息。
STX：文始字符（StartofText），表示正文开始。
ETB/ETX：组终/文终字符（EndofText）ETB（EndofTransmissionBlock）。
块校验：从SOH-ETB/ETX字段进行校验，方式可以是方阵奇偶校验或CRC。
特点：（1）一次传送是一个数据块，传输效率提高了。（2）采用了一些传输控制字，增加了通信控制能力和校验能力。同步通信的帧格式：同步传输需要定义一个帧的开始和结束。通常用1个同步字符（标志符）来表示。1.3串行通信中的差错控制4.错误状态的分析与处理
异步串行通信过程中常见的错误有奇偶检验错、溢出错、帧格式错。这些错误状态一般都存放在接口电路的状态寄存器中，以供CPU进行分析和处理。
（1）奇偶校验错：在接收方接收到的数据中，1的个数与奇偶校验位不符。这通常是由噪声干扰而引起的，发生这种错误时接收方可要求发送方重发。
（2）溢出错：接收方没来得及处理收到的数据，发送方已经发来下一个数据，造成数据丢失。这通常是由收发双方的速率不匹配而引起的，可以采用降低发送方的发送速率或者在接收方设置FIFO缓冲区的方法来减少这种错误。