大三上微原微機(jī)原理第09章

1、BUPT9.2 串行通信接口串行通信接口主要內(nèi)容主要內(nèi)容n串行通信基本概念串行通信基本概念n可編程異步通信接口可編程異步通信接口INS8250INS82504 4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 第九章微型計(jì)算機(jī)常用接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)常用接口技術(shù) BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念通信是指計(jì)算機(jī)與外界的信息傳輸，既包括計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)通信是指計(jì)算機(jī)與外界的信息傳輸，既包括計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的傳輸，也包括計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備，如終端、打印機(jī)和之間的傳輸，也包括計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備，如終端、打印機(jī)和磁盤等設(shè)備之間的傳輸。磁盤等設(shè)備之間的傳輸。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)，有兩種數(shù)據(jù)通信方式：并行通信和串行通在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)，有兩種

2、數(shù)據(jù)通信方式：并行通信和串行通信。信。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念n并行通信：指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個(gè)并行通信：指利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個(gè) 數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。特點(diǎn)：傳輸速度快，適用于短距離通信。特點(diǎn)：傳輸速度快，適用于短距離通信。n串行通信：指利用一條傳輸線將數(shù)據(jù)一位位串行通信：指利用一條傳輸線將數(shù)據(jù)一位位 地順序傳送。地順序傳送。特點(diǎn)：通信線路簡(jiǎn)單，利用電話或電報(bào)線特點(diǎn)：通信線路簡(jiǎn)單，利用電話或電報(bào)線 路就可實(shí)現(xiàn)通信，降低成本，適用路就可實(shí)現(xiàn)通信，降低成本，適用 于遠(yuǎn)距離通信，但傳輸速度慢。于遠(yuǎn)距離通信，但傳輸速度慢。 BUPT9.2.1串行通信

3、基本概念串行通信基本概念一、一、串行通信協(xié)議串行通信協(xié)議同步同步：在數(shù)據(jù)通信中有一個(gè)十分重要的問(wèn)題就是同：在數(shù)據(jù)通信中有一個(gè)十分重要的問(wèn)題就是同步問(wèn)題。為使發(fā)送、接收的信息準(zhǔn)確，發(fā)、收兩端步問(wèn)題。為使發(fā)送、接收的信息準(zhǔn)確，發(fā)、收兩端的動(dòng)作必須相互協(xié)調(diào)配合。倘若兩端互不聯(lián)系、協(xié)的動(dòng)作必須相互協(xié)調(diào)配合。倘若兩端互不聯(lián)系、協(xié)調(diào)，則無(wú)論怎樣提高發(fā)送和接收動(dòng)作的時(shí)間精度，調(diào)，則無(wú)論怎樣提高發(fā)送和接收動(dòng)作的時(shí)間精度，它們之間也會(huì)有極微量的誤差。隨著時(shí)間的增加，它們之間也會(huì)有極微量的誤差。隨著時(shí)間的增加，就會(huì)有誤差積累，最終會(huì)產(chǎn)生失步。發(fā)、收動(dòng)作一就會(huì)有誤差積累，最終會(huì)產(chǎn)生失步。發(fā)、收動(dòng)作一旦失步，就不能正

4、確傳輸信息，結(jié)果會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò)。旦失步，就不能正確傳輸信息，結(jié)果會(huì)產(chǎn)生差錯(cuò)。因此，整個(gè)計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)能否正確工作，在很大因此，整個(gè)計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)能否正確工作，在很大程度上取決于發(fā)、收兩端能否很好地同步。程度上取決于發(fā)、收兩端能否很好地同步。所謂所謂“同步同步”就是互相通信的雙方協(xié)調(diào)發(fā)送和接收就是互相通信的雙方協(xié)調(diào)發(fā)送和接收之間的動(dòng)作之間的動(dòng)作。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念n通信協(xié)議通信協(xié)議：為了實(shí)現(xiàn)同步，互相通信的雙方必須就：為了實(shí)現(xiàn)同步，互相通信的雙方必須就數(shù)據(jù)傳輸方式、同步控制方式、差錯(cuò)處數(shù)據(jù)傳輸方式、同步控制方式、差錯(cuò)處理、應(yīng)答方式和信號(hào)格式等問(wèn)題作出共同理、應(yīng)答方式和

5、信號(hào)格式等問(wèn)題作出共同遵守的一組規(guī)定，這種規(guī)定稱為通信協(xié)遵守的一組規(guī)定，這種規(guī)定稱為通信協(xié)議。議。n兩種通信方式：兩種通信方式：目前串行通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒侥壳按型ㄐ胖袛?shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒椒ㄓ袃煞N，即法有兩種，即異步方式和同步方異步方式和同步方式式，相應(yīng)的有異步通信協(xié)議和同步，相應(yīng)的有異步通信協(xié)議和同步通信協(xié)議。通信協(xié)議。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念1、異步通信協(xié)議、異步通信協(xié)議異步方式通信異步方式通信ASYNC（Asynchronous Data Communication），又稱起止式異步通信，是計(jì)），又稱起止式異步通信，是計(jì)算機(jī)通信中最常用的數(shù)據(jù)信息傳輸方式。它是以

6、字算機(jī)通信中最常用的數(shù)據(jù)信息傳輸方式。它是以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)模址g沒(méi)有固定的時(shí)間間符為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，字符之間沒(méi)有固定的時(shí)間間隔要求，而每個(gè)字符中的各位則以固定的時(shí)間傳送。隔要求，而每個(gè)字符中的各位則以固定的時(shí)間傳送。收、發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字符格式中設(shè)收、發(fā)雙方取得同步的方法是采用在字符格式中設(shè)置起始位和停止位。在一個(gè)有效字符正式發(fā)送前，置起始位和停止位。在一個(gè)有效字符正式發(fā)送前，發(fā)送器先發(fā)送一個(gè)起始位，然后發(fā)送有效字符位，發(fā)送器先發(fā)送一個(gè)起始位，然后發(fā)送有效字符位，在字符結(jié)束時(shí)再發(fā)送一個(gè)停止位，起始位至停止位在字符結(jié)束時(shí)再發(fā)送一個(gè)停止位，起始位至停止位構(gòu)成一幀。構(gòu)成一幀。串

7、行異步傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)格式串行異步傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)格式如下：如下：BUPT 起始位起始位：先發(fā)出一個(gè)邏輯：先發(fā)出一個(gè)邏輯”0”信號(hào)，表示傳輸字符的開始。信號(hào)，表示傳輸字符的開始。 數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位：緊接著起始位之后。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是：緊接著起始位之后。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是5、6、7、8等，構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用等，構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用ASCII碼。碼。從最低位開始傳送，靠時(shí)鐘定位。從最低位開始傳送，靠時(shí)鐘定位。 奇偶校驗(yàn)位奇偶校驗(yàn)位：數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得：數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)數(shù)(偶校驗(yàn)偶校驗(yàn))或奇數(shù)或奇數(shù)(奇校驗(yàn)奇校驗(yàn))，以此來(lái)校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳，以此來(lái)校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送的正確

8、性。送的正確性。 停止位停止位：它是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志?？梢允牵核且粋€(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志?？梢允?位、位、1.5位、位、2位的高電平。位的高電平。 空閑位空閑位：處于邏輯：處于邏輯“1”狀態(tài)，表示當(dāng)前線路上沒(méi)有數(shù)據(jù)傳狀態(tài)，表示當(dāng)前線路上沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送。送。起始起始起始起始BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念例：試畫出用異步協(xié)議傳送字符例：試畫出用異步協(xié)議傳送字符“E”的波形圖。要求加偶校驗(yàn)的波形圖。要求加偶校驗(yàn)位和一位停止位。位和一位停止位。 解：字符解：字符“E”的的ASCII碼為碼為45H，即，即1000101，其傳送的波，其傳送的波形形圖如下。圖如下。BUPT9.2.1

9、串行通信基本概念串行通信基本概念異步通信的特點(diǎn)：異步通信的特點(diǎn)： 起止式異步通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)對(duì)收發(fā)雙方的時(shí)鐘同步要求起止式異步通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)對(duì)收發(fā)雙方的時(shí)鐘同步要求不高，即使收、發(fā)雙方的時(shí)鐘頻率存在一定偏差，只要不使不高，即使收、發(fā)雙方的時(shí)鐘頻率存在一定偏差，只要不使接收器在一個(gè)字符的起始位之后的采樣出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，則數(shù)接收器在一個(gè)字符的起始位之后的采樣出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，則數(shù)據(jù)傳輸仍可正常進(jìn)行。因此，異步通信的發(fā)送器和接收器可據(jù)傳輸仍可正常進(jìn)行。因此，異步通信的發(fā)送器和接收器可以不用共同的時(shí)鐘，通信的雙方可以各自使用自己的本地時(shí)以不用共同的時(shí)鐘，通信的雙方可以各自使用自己的本地時(shí)鐘。串行異步通信依

10、靠對(duì)每個(gè)字符設(shè)置起始位和停止位的方鐘。串行異步通信依靠對(duì)每個(gè)字符設(shè)置起始位和停止位的方法，使通信雙方達(dá)到同步。法，使通信雙方達(dá)到同步。 實(shí)際應(yīng)用中，串行異步通信的數(shù)據(jù)格式，包括數(shù)據(jù)位的位數(shù)、實(shí)際應(yīng)用中，串行異步通信的數(shù)據(jù)格式，包括數(shù)據(jù)位的位數(shù)、校驗(yàn)位的設(shè)置以及停止位的位數(shù)都可以根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)校驗(yàn)位的設(shè)置以及停止位的位數(shù)都可以根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)可編程串行接口電路，用軟件命令的方式進(jìn)行設(shè)置。在不同可編程串行接口電路，用軟件命令的方式進(jìn)行設(shè)置。在不同傳輸系統(tǒng)中，這些通信格式的設(shè)定完全可以不同；但在同一傳輸系統(tǒng)中，這些通信格式的設(shè)定完全可以不同；但在同一個(gè)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送方和接收方的設(shè)定必須一致，否

11、則將會(huì)由個(gè)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送方和接收方的設(shè)定必須一致，否則將會(huì)由于收、發(fā)雙方約定的不一致而造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤與混亂。于收、發(fā)雙方約定的不一致而造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤與混亂。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念 串行異步通信中，為發(fā)送一個(gè)字符需要一些附加的信息位，串行異步通信中，為發(fā)送一個(gè)字符需要一些附加的信息位，如起始位、校驗(yàn)位和停止位等。這些附加信息位不是有效信如起始位、校驗(yàn)位和停止位等。這些附加信息位不是有效信息本身，它們被稱為額外開銷或通信開銷，這種額外開銷使息本身，它們被稱為額外開銷或通信開銷，這種額外開銷使通信效率降低。例如一個(gè)字符由通信效率降低。例如一個(gè)字符由7位組成，加上一

12、位起始位、位組成，加上一位起始位、一位校驗(yàn)位和一位停止位一位校驗(yàn)位和一位停止位 ，發(fā)送一個(gè)字符必須發(fā)送，發(fā)送一個(gè)字符必須發(fā)送10位，位，而其中只有而其中只有7位是有效的，其余位是有效的，其余3位不是有效的，使通信能力位不是有效的，使通信能力的的30%成了額外開銷。所以異步通信適用于傳送數(shù)據(jù)量較成了額外開銷。所以異步通信適用于傳送數(shù)據(jù)量較少或傳輸要求不高的場(chǎng)合。對(duì)于快速、大量信息的傳輸，一少或傳輸要求不高的場(chǎng)合。對(duì)于快速、大量信息的傳輸，一般采用通信效率較高的同步通信方式。般采用通信效率較高的同步通信方式。波特率：是衡量數(shù)據(jù)傳送速率的指標(biāo)。表示每秒鐘傳送的二波特率：是衡量數(shù)據(jù)傳送速率的指標(biāo)。表示

13、每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)。例如數(shù)據(jù)傳送速率為進(jìn)制位數(shù)。例如數(shù)據(jù)傳送速率為120字符字符/秒，而每一秒，而每一個(gè)字符為個(gè)字符為10位，則其傳送的波特率為位，則其傳送的波特率為101201200字符字符/秒秒1200波特。波特。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念2、同步通信協(xié)議、同步通信協(xié)議(1)、同步方式通信的特點(diǎn)、同步方式通信的特點(diǎn) 異步方式中并不要求收、發(fā)兩端對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的每一位均保持同步，異步方式中并不要求收、發(fā)兩端對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的每一位均保持同步，而僅要求在一個(gè)字符的起始位后，使其中的每一位同步。而同步而僅要求在一個(gè)字符的起始位后，使其中的每一位同步。而同步方式通信則要求對(duì)傳送數(shù)

14、據(jù)的每一位都必須在收、發(fā)兩端嚴(yán)格保方式通信則要求對(duì)傳送數(shù)據(jù)的每一位都必須在收、發(fā)兩端嚴(yán)格保持同步，即所謂持同步，即所謂“位同步位同步”。因此，同步方式中，收、發(fā)兩端需。因此，同步方式中，收、發(fā)兩端需用同一個(gè)時(shí)鐘源作為時(shí)鐘信號(hào)。用同一個(gè)時(shí)鐘源作為時(shí)鐘信號(hào)。 同步方式傳送的字符沒(méi)有起始位和停止位，它不是用起始位表示同步方式傳送的字符沒(méi)有起始位和停止位，它不是用起始位表示字符的開始，收發(fā)雙方的同步方法可分為字符的開始，收發(fā)雙方的同步方法可分為外同步法外同步法和和內(nèi)同步法內(nèi)同步法。外同步法是在發(fā)送數(shù)據(jù)之前向接收端發(fā)送一串時(shí)鐘脈沖，接收端外同步法是在發(fā)送數(shù)據(jù)之前向接收端發(fā)送一串時(shí)鐘脈沖，接收端按這個(gè)時(shí)鐘

15、頻率調(diào)整自己的時(shí)序，使接收時(shí)鐘頻率鎖定在接收到按這個(gè)時(shí)鐘頻率調(diào)整自己的時(shí)序，使接收時(shí)鐘頻率鎖定在接收到的時(shí)鐘頻率上，并作為同步時(shí)鐘來(lái)接收數(shù)據(jù)。內(nèi)同步法是接收端的時(shí)鐘頻率上，并作為同步時(shí)鐘來(lái)接收數(shù)據(jù)。內(nèi)同步法是接收端從接收到的數(shù)據(jù)信息波形本身提取同步的方法。從接收到的數(shù)據(jù)信息波形本身提取同步的方法。同步通信時(shí)，字符數(shù)據(jù)不允許有空隙。當(dāng)線路空閑或沒(méi)有字符可同步通信時(shí)，字符數(shù)據(jù)不允許有空隙。當(dāng)線路空閑或沒(méi)有字符可發(fā)送時(shí)，可發(fā)送收、發(fā)雙方約定的同步字符。發(fā)送時(shí)，可發(fā)送收、發(fā)雙方約定的同步字符。 同步通信傳輸效率高，適合于快速、大量數(shù)據(jù)的傳送同步通信傳輸效率高，適合于快速、大量數(shù)據(jù)的傳送.BUPT9.2

16、.1串行通信基本概念串行通信基本概念(2)、同步通信協(xié)議概述、同步通信協(xié)議概述同步通信協(xié)議分為面向字符和面向比特兩種同步通信協(xié)議分為面向字符和面向比特兩種: 面向字符的同步通信協(xié)議面向字符的同步通信協(xié)議，這類協(xié)議目前有兩種，這類協(xié)議目前有兩種 BM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出的基本型同步通信協(xié)議；提出的基本型同步通信協(xié)議； BSC IBM公司提出的二進(jìn)制同步通信協(xié)議。公司提出的二進(jìn)制同步通信協(xié)議。 面向比特的同步通信協(xié)議面向比特的同步通信協(xié)議 HDLC 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提出的高級(jí)鏈路控制協(xié)議；提出的高級(jí)鏈路控制協(xié)議； SDLC IBM公司提出的同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議；

17、公司提出的同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議； ADCCP 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ANSI提出的先進(jìn)數(shù)據(jù)通信協(xié)議；提出的先進(jìn)數(shù)據(jù)通信協(xié)議； X.25 第二級(jí)第二級(jí)國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)CCITT提出的協(xié)議；提出的協(xié)議； DDCMP 美國(guó)美國(guó)DEC公司提出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信信息協(xié)議。公司提出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信信息協(xié)議。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念(3)、面向字符的同步通信協(xié)議、面向字符的同步通信協(xié)議 這種協(xié)議較早在二十世紀(jì)這種協(xié)議較早在二十世紀(jì)60年代就開始發(fā)展，目前仍在使用，年代就開始發(fā)展，目前仍在使用，其典型代表是其典型代表是IBM公司提出的二進(jìn)制同步通信

18、協(xié)議公司提出的二進(jìn)制同步通信協(xié)議BSC，下，下面簡(jiǎn)單介紹一下這種通信協(xié)議。面簡(jiǎn)單介紹一下這種通信協(xié)議。 面向字符的同步通信協(xié)議面向字符的同步通信協(xié)議BSC的幀格式的幀格式: 該協(xié)議以若干字符組成一個(gè)信息塊一起發(fā)送，一個(gè)信息塊該協(xié)議以若干字符組成一個(gè)信息塊一起發(fā)送，一個(gè)信息塊稱為一幀，用一些特殊定義的字符來(lái)定界一幀的開始、結(jié)束稱為一幀，用一些特殊定義的字符來(lái)定界一幀的開始、結(jié)束和分隔不同的段以及控制整個(gè)信息交換過(guò)程。此種協(xié)議的一和分隔不同的段以及控制整個(gè)信息交換過(guò)程。此種協(xié)議的一般幀格式如下所示：般幀格式如下所示： SYN SYN SOH 標(biāo)題 STX 數(shù)據(jù)塊 ETB或ETX 塊校驗(yàn)BUPT特殊

19、定義的字符特殊定義的字符SYN是同步字符，每幀開始有若干個(gè)是同步字符，每幀開始有若干個(gè)SYN。接收端一。接收端一旦檢測(cè)到旦檢測(cè)到同步字符同步字符SYN，就知道一幀開始了。，就知道一幀開始了。SOH（Start of Header）表明標(biāo)題的開始，稱為序始符。標(biāo)題）表明標(biāo)題的開始，稱為序始符。標(biāo)題中可以包括源地址、目的地址和路由指標(biāo)等信息。中可以包括源地址、目的地址和路由指標(biāo)等信息。STX（Start of Text）稱為文始符，標(biāo)志著傳送數(shù)據(jù)正文的開始。）稱為文始符，標(biāo)志著傳送數(shù)據(jù)正文的開始。 數(shù)據(jù)塊是傳送正文的內(nèi)容。數(shù)據(jù)塊是傳送正文的內(nèi)容。ETB（End of Transmission Bl

20、ock）稱為組終符）稱為組終符ETX（End of Text）稱為文終符。）稱為文終符。ETB用在正文很長(zhǎng)，需分成用在正文很長(zhǎng)，需分成若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，在不同幀中傳送的情況，除最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，在不同幀中傳送的情況，除最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊后用后用 外，其余數(shù)據(jù)塊后都用外，其余數(shù)據(jù)塊后都用ETB。塊校驗(yàn)是對(duì)前面從塊校驗(yàn)是對(duì)前面從SOH開始，直到開始，直到ETX（或（或ETB）進(jìn)行檢驗(yàn)產(chǎn)生的校驗(yàn)碼，可以用）進(jìn)行檢驗(yàn)產(chǎn)生的校驗(yàn)碼，可以用奇偶校驗(yàn)，也可以用奇偶校驗(yàn)，也可以用CRC校驗(yàn)。除上面提到的特殊字符外，校驗(yàn)。除上面提到的特殊字符外，還有一些其它字符起著通信控制作用。還有一些其它字符起著通信控制作

21、用。n面向字符的同步通信協(xié)議與異步通信協(xié)議相比，由于不需要面向字符的同步通信協(xié)議與異步通信協(xié)議相比，由于不需要在每個(gè)字符的前后加起始位和停止位，所以傳輸效率明顯提在每個(gè)字符的前后加起始位和停止位，所以傳輸效率明顯提高，尤其是當(dāng)傳輸較長(zhǎng)數(shù)據(jù)時(shí)效果更明顯。這種協(xié)議與特定高，尤其是當(dāng)傳輸較長(zhǎng)數(shù)據(jù)時(shí)效果更明顯。這種協(xié)議與特定的字符編碼集關(guān)系密切，所以不利于兼容，并且實(shí)現(xiàn)起來(lái)也的字符編碼集關(guān)系密切，所以不利于兼容，并且實(shí)現(xiàn)起來(lái)也比較麻煩，為了克服這些缺點(diǎn)，產(chǎn)生了面向比特的同步通信比較麻煩，為了克服這些缺點(diǎn)，產(chǎn)生了面向比特的同步通信協(xié)議。協(xié)議。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念（4）、面向

22、比特的同步通信協(xié)議）、面向比特的同步通信協(xié)議 也稱面向位的同步通信協(xié)議，它有很多種，主要是也稱面向位的同步通信協(xié)議，它有很多種，主要是SDLC、HDLC和和ADCCP。這些協(xié)議大同小異，只。這些協(xié)議大同小異，只有一些微小的差別，他們?cè)谝粠鶄鬏數(shù)臄?shù)據(jù)位不有一些微小的差別，他們?cè)谝粠鶄鬏數(shù)臄?shù)據(jù)位不必是字符的整數(shù)倍，只要不超過(guò)規(guī)定的數(shù)據(jù)位總長(zhǎng)必是字符的整數(shù)倍，只要不超過(guò)規(guī)定的數(shù)據(jù)位總長(zhǎng)度，可以為任意長(zhǎng)度的比特位。此外，也不需要用度，可以為任意長(zhǎng)度的比特位。此外，也不需要用特定定義的字符，而是用規(guī)定的比特模式來(lái)定界一特定定義的字符，而是用規(guī)定的比特模式來(lái)定界一幀的開始、結(jié)束以及定義控制信息，故稱為

23、面向比幀的開始、結(jié)束以及定義控制信息，故稱為面向比特的同步通信協(xié)議。這些協(xié)議中最著名和常用的是特的同步通信協(xié)議。這些協(xié)議中最著名和常用的是高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC和同步數(shù)據(jù)鏈路控制和同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議協(xié)議SDLC，這兩種協(xié)議有幾乎相同的幀格式。下，這兩種協(xié)議有幾乎相同的幀格式。下面我們對(duì)面我們對(duì)HDLC協(xié)議作簡(jiǎn)單介紹。協(xié)議作簡(jiǎn)單介紹。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC 1、HDLC的幀格式的幀格式 HDLC在鏈路上以幀作為傳輸信息的基本單位，幀格式的內(nèi)容由在鏈路上以幀作為傳輸信息的基本單位，幀格式的內(nèi)容由

24、5個(gè)部分組成，如圖下所示：個(gè)部分組成，如圖下所示： BUPT 標(biāo)志場(chǎng)標(biāo)志場(chǎng) F HDLC以幀為單位傳輸，每一幀以一個(gè)標(biāo)志字符開始，且以以幀為單位傳輸，每一幀以一個(gè)標(biāo)志字符開始，且以同一字符結(jié)束。這個(gè)標(biāo)志字符使用唯一的同一字符結(jié)束。這個(gè)標(biāo)志字符使用唯一的8比特系列比特系列01111110。 地址場(chǎng)地址場(chǎng)A 指明次站的地址。對(duì)于命令幀，用作接收該幀的次站地址；指明次站的地址。對(duì)于命令幀，用作接收該幀的次站地址；對(duì)于響應(yīng)幀，用于作出應(yīng)答的次站地址，次站一般情況下是對(duì)于響應(yīng)幀，用于作出應(yīng)答的次站地址，次站一般情況下是單站。在用廣播方式發(fā)送時(shí)，次站是群站，地址段為單站。在用廣播方式發(fā)送時(shí)，次站是群站，地

25、址段為11111111，則表示為廣播地址。地址場(chǎng)可擴(kuò)展為，則表示為廣播地址。地址場(chǎng)可擴(kuò)展為16比特，比特，以擴(kuò)大尋址范圍，以擴(kuò)大尋址范圍，SDLC協(xié)議與協(xié)議與HDLC協(xié)議的差別之一就是協(xié)議的差別之一就是它的地址場(chǎng)為它的地址場(chǎng)為16位。位。 控制場(chǎng)控制場(chǎng)C 8比特，用于表示命令和響應(yīng)的類別和功能。比特，用于表示命令和響應(yīng)的類別和功能。HDLC的幀分為三類，根據(jù)該場(chǎng)的前兩位來(lái)區(qū)分。第一位為的幀分為三類，根據(jù)該場(chǎng)的前兩位來(lái)區(qū)分。第一位為0，表示是信息幀，表示是信息幀I，若第一位為，若第一位為1，表示是監(jiān)控幀，表示是監(jiān)控幀S或無(wú)編或無(wú)編號(hào)幀號(hào)幀U。S幀和幀和U幀的區(qū)別取決于第二位，第二位為幀的區(qū)別取決

26、于第二位，第二位為0是監(jiān)控是監(jiān)控幀，第二位為幀，第二位為1是無(wú)編號(hào)幀，如下圖所示。是無(wú)編號(hào)幀，如下圖所示。BUPT 控制場(chǎng)也可以擴(kuò)展為控制場(chǎng)也可以擴(kuò)展為16位，但基本格式不變，僅將位，但基本格式不變，僅將N(S)和和N(R) 從從3比特?cái)U(kuò)展為比特?cái)U(kuò)展為7比特。比特。 控制場(chǎng)中的控制場(chǎng)中的P/F（Poll/Final）位是探詢）位是探詢/結(jié)束位，對(duì)于主站為結(jié)束位，對(duì)于主站為探詢位，探詢位，P為為1時(shí)，要求次站給出響應(yīng)；對(duì)于次站表示最后幀位，時(shí)，要求次站給出響應(yīng)；對(duì)于次站表示最后幀位，F(xiàn)為為1表示次站響應(yīng)的最后幀，預(yù)告?zhèn)鬏攲⒔Y(jié)束。表示次站響應(yīng)的最后幀，預(yù)告?zhèn)鬏攲⒔Y(jié)束。BUPT 信息場(chǎng)信息場(chǎng)I 含要

27、傳送的數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度是任意的含要傳送的數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度是任意的 。三類幀中，只有信息。三類幀中，只有信息幀中含有信息場(chǎng)。實(shí)際應(yīng)用中受有關(guān)站點(diǎn)緩沖區(qū)容量的限制幀中含有信息場(chǎng)。實(shí)際應(yīng)用中受有關(guān)站點(diǎn)緩沖區(qū)容量的限制和鏈路差錯(cuò)特性的限制，通常給出最大長(zhǎng)度。和鏈路差錯(cuò)特性的限制，通常給出最大長(zhǎng)度。 幀校驗(yàn)場(chǎng)幀校驗(yàn)場(chǎng)FCS 用于差錯(cuò)校驗(yàn)，常用用于差錯(cuò)校驗(yàn)，常用16位位CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)范圍從地址段開校驗(yàn)，校驗(yàn)范圍從地址段開始到信息段，標(biāo)志場(chǎng)和自動(dòng)插入的始到信息段，標(biāo)志場(chǎng)和自動(dòng)插入的“0”位不參加位不參加CRC校驗(yàn)。校驗(yàn)。“0”比特插入和刪除技術(shù)比特插入和刪除技術(shù) 01111110作為標(biāo)志字節(jié)出現(xiàn)在幀格式的開始和結(jié)

28、束，若在作為標(biāo)志字節(jié)出現(xiàn)在幀格式的開始和結(jié)束，若在信息場(chǎng)或其他場(chǎng)中也有這種字符，就無(wú)法區(qū)別。為了保證標(biāo)信息場(chǎng)或其他場(chǎng)中也有這種字符，就無(wú)法區(qū)別。為了保證標(biāo)志字節(jié)的唯一性，使之不與其他場(chǎng)中的信息混淆，采用了志字節(jié)的唯一性，使之不與其他場(chǎng)中的信息混淆，采用了“0”比特插入和刪除技術(shù)。比特插入和刪除技術(shù)。 發(fā)送方在發(fā)送標(biāo)志字符外的所有信息（包括地址場(chǎng)、控制發(fā)送方在發(fā)送標(biāo)志字符外的所有信息（包括地址場(chǎng)、控制場(chǎng)和校驗(yàn)場(chǎng)）時(shí)，只要遇到連續(xù)場(chǎng)和校驗(yàn)場(chǎng)）時(shí)，只要遇到連續(xù)5個(gè)二進(jìn)制個(gè)二進(jìn)制“1”，就自動(dòng)插，就自動(dòng)插入一個(gè)入一個(gè)“0”。當(dāng)接收方接收數(shù)據(jù)時(shí)（標(biāo)志場(chǎng)除外），如果連。當(dāng)接收方接收數(shù)據(jù)時(shí)（標(biāo)志場(chǎng)除外），如

29、果連續(xù)收到續(xù)收到5個(gè)二進(jìn)制個(gè)二進(jìn)制“1”，就自動(dòng)地將其后的一個(gè)，就自動(dòng)地將其后的一個(gè)“0”刪除，刪除，以恢復(fù)信息的原有形式。以恢復(fù)信息的原有形式。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念例：例：CPU要輸出數(shù)據(jù)要輸出數(shù)據(jù)7F3AH，寫出用，寫出用HDLC幀格式的發(fā)送和接幀格式的發(fā)送和接收過(guò)程。收過(guò)程。解：發(fā)送過(guò)程如下：解：發(fā)送過(guò)程如下： 7F3AH = 0111 1111 0011 1010 B 0111111100111010 到發(fā)送器到發(fā)送器 01111101100111010 由發(fā)送器插入由發(fā)送器插入“0”位后發(fā)送位后發(fā)送 接收過(guò)程如下：接收過(guò)程如下： 011111011001

30、11010 到接收器到接收器 0111111100111010 接收器刪除插入的接收器刪除插入的“0”位位 后到接收方的后到接收方的CPU 這種這種“0”比特插入和刪除技術(shù)是由接口硬件自動(dòng)完成的。比特插入和刪除技術(shù)是由接口硬件自動(dòng)完成的。BUPT二、二、數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 根據(jù)數(shù)據(jù)傳送方向的不同有以下三種方式。根據(jù)數(shù)據(jù)傳送方向的不同有以下三種方式。 （a）單工方式）單工方式 （b）半雙工方式）半雙工方式 （c）全雙工方式）全雙工方式 (1)單工方式單工方式：只允許數(shù)據(jù)按照一個(gè)固定的方向傳送只允許數(shù)據(jù)按照一個(gè)固定的方向傳送，即一，即一方只能作為發(fā)送站，另一方只能作為接收站。方只能作為發(fā)送站

31、，另一方只能作為接收站。(2)半雙工方式半雙工方式：數(shù)據(jù)能從數(shù)據(jù)能從A站傳送到站傳送到B站，也能從站，也能從B站傳送站傳送到到A站，但是不能同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送，站，但是不能同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送，每次只能有每次只能有 一個(gè)站一個(gè)站發(fā)送，另一個(gè)站接收發(fā)送，另一個(gè)站接收。通信雙方可以輪流地進(jìn)行。通信雙方可以輪流地進(jìn)行發(fā)送和發(fā)送和接收。接收。(3)全雙工方式全雙工方式：允許通信雙方同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收允許通信雙方同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。這。這時(shí)，時(shí)，A站在發(fā)送的同時(shí)也可以接收，站在發(fā)送的同時(shí)也可以接收，B站亦同。全雙工方站亦同。全雙工方式相當(dāng)于把兩個(gè)方向相反的單工方式組合在一起，因此式相當(dāng)于把兩個(gè)方向相反

32、的單工方式組合在一起，因此它需要兩條傳輸線它需要兩條傳輸線。BUPT三、信號(hào)傳輸方式三、信號(hào)傳輸方式1基帶傳輸方式基帶傳輸方式 在傳輸線路上在傳輸線路上直接傳輸不加調(diào)制的二進(jìn)制信號(hào)直接傳輸不加調(diào)制的二進(jìn)制信號(hào)，如，如圖所示。它要求傳送線的頻帶較寬，傳輸?shù)臄?shù)字信圖所示。它要求傳送線的頻帶較寬，傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)是號(hào)是矩形波矩形波?；鶐鬏敺绞絻H適宜于近距離和速度較低的通信?；鶐鬏敺绞絻H適宜于近距離和速度較低的通信。BUPT2頻帶傳輸方式頻帶傳輸方式傳輸經(jīng)過(guò)調(diào)制的模擬信號(hào)。傳輸經(jīng)過(guò)調(diào)制的模擬信號(hào)。n在長(zhǎng)距離通信時(shí)，在長(zhǎng)距離通信時(shí)，發(fā)送方發(fā)送方要用調(diào)制器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)要用調(diào)制器把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，

33、換成模擬信號(hào)，接收方接收方則用解調(diào)器將接收到的模擬則用解調(diào)器將接收到的模擬信號(hào)再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這就是信號(hào)的調(diào)制解調(diào)。信號(hào)再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這就是信號(hào)的調(diào)制解調(diào)。n實(shí) 現(xiàn) 調(diào) 制 和 解 調(diào) 任 務(wù) 的 裝 置 稱 為實(shí) 現(xiàn) 調(diào) 制 和 解 調(diào) 任 務(wù) 的 裝 置 稱 為 調(diào) 制 解 調(diào) 器調(diào) 制 解 調(diào) 器(MODEM)。采用頻帶傳輸時(shí)，通信雙方各接一個(gè)。采用頻帶傳輸時(shí)，通信雙方各接一個(gè)調(diào)制解調(diào)器，將數(shù)字信號(hào)寄載在模擬信號(hào)調(diào)制解調(diào)器，將數(shù)字信號(hào)寄載在模擬信號(hào)(載波載波)上上加以傳輸。因此，這種傳輸方式也稱為載波傳輸方加以傳輸。因此，這種傳輸方式也稱為載波傳輸方式。這時(shí)的通信線路可以是電話交換

34、網(wǎng)，也可以是式。這時(shí)的通信線路可以是電話交換網(wǎng)，也可以是專用線。專用線。n常用的調(diào)制方式有三種常用的調(diào)制方式有三種：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。BUPT調(diào)制解調(diào)器（調(diào)制解調(diào)器（MODEM）的基本原理）的基本原理 一般的一般的modem都具有調(diào)制和解調(diào)雙重功能，利用調(diào)制和都具有調(diào)制和解調(diào)雙重功能，利用調(diào)制和解調(diào)兩個(gè)過(guò)程完成數(shù)字信號(hào)在模擬通道（例如電話線）上解調(diào)兩個(gè)過(guò)程完成數(shù)字信號(hào)在模擬通道（例如電話線）上的傳輸。所謂調(diào)制過(guò)程就是用數(shù)字信號(hào)去控制載波信號(hào)的的傳輸。所謂調(diào)制過(guò)程就是用數(shù)字信號(hào)去控制載波信號(hào)的參數(shù)；解調(diào)過(guò)程則是檢測(cè)載有數(shù)字信號(hào)的載波信號(hào)參數(shù)的參數(shù)；解調(diào)過(guò)程則是檢測(cè)載有數(shù)字信號(hào)的

35、載波信號(hào)參數(shù)的變化，將數(shù)字信號(hào)分離出來(lái)。載波信號(hào)通常可表示為：變化，將數(shù)字信號(hào)分離出來(lái)。載波信號(hào)通?？杀硎緸椋?cos()(tAtf其中：其中：A為幅度，為幅度， 為角頻率，為角頻率， 是初始相位。是初始相位。 數(shù)字信號(hào)可分別對(duì)載波信號(hào)的這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制，以數(shù)字信號(hào)可分別對(duì)載波信號(hào)的這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制，以 實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制（實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制（ASK）、頻率調(diào)制（）、頻率調(diào)制（FSK）和相位調(diào)制）和相位調(diào)制（PSK）三種調(diào)制方式。參見(jiàn)下圖所示。）三種調(diào)制方式。參見(jiàn)下圖所示。 目前，在調(diào)制解調(diào)器中常用的調(diào)制技術(shù)是頻率調(diào)制，即目前，在調(diào)制解調(diào)器中常用的調(diào)制技術(shù)是頻率調(diào)制，即頻移鍵控方式。頻移鍵控方式。BU

36、PT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念BUPT例：頻移鍵控方式的基本原理：例：頻移鍵控方式的基本原理：BUPT數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)1和和0分別調(diào)制成不同頻率的模擬信號(hào)。圖分別調(diào)制成不同頻率的模擬信號(hào)。圖中中S1、S2是兩個(gè)電子模擬開關(guān)，分別控制兩個(gè)不同是兩個(gè)電子模擬開關(guān)，分別控制兩個(gè)不同頻率的模擬信號(hào)，開關(guān)接通，則該頻率的模擬信號(hào)送頻率的模擬信號(hào)，開關(guān)接通，則該頻率的模擬信號(hào)送到運(yùn)算放大器的反相輸入端。而電子開關(guān)由被傳輸?shù)牡竭\(yùn)算放大器的反相輸入端。而電子開關(guān)由被傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)控制。當(dāng)數(shù)字信號(hào)為數(shù)字信號(hào)控制。當(dāng)數(shù)字信號(hào)為0時(shí)，開關(guān)時(shí)，開關(guān)S2接通，送接通，送出頻率為出頻率為f2的模擬信號(hào)；當(dāng)

37、數(shù)字信號(hào)為的模擬信號(hào)；當(dāng)數(shù)字信號(hào)為1時(shí)，開關(guān)時(shí)，開關(guān)S1接通，送出頻率為接通，送出頻率為f1的模擬信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算放大器合成的模擬信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算放大器合成后，輸出就是經(jīng)調(diào)制后的兩種頻率的模擬信號(hào)。通常后，輸出就是經(jīng)調(diào)制后的兩種頻率的模擬信號(hào)。通常f1為為2400Hz的正弦信號(hào)（數(shù)字的正弦信號(hào)（數(shù)字1），），f2為為1200Hz的正弦信號(hào)（數(shù)字的正弦信號(hào)（數(shù)字0）。在接收端用解調(diào)器檢測(cè)調(diào)制）。在接收端用解調(diào)器檢測(cè)調(diào)制后的模擬信號(hào)，再將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這樣就實(shí)現(xiàn)后的模擬信號(hào)，再將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這樣就實(shí)現(xiàn)了調(diào)制和解調(diào)的過(guò)程。了調(diào)制和解調(diào)的過(guò)程。例：頻移鍵控方式的基本原理例：頻移鍵控方式的基本原理BU

38、PT調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用: 調(diào)制解調(diào)器主要用于遠(yuǎn)距離通信，在遠(yuǎn)距離通信時(shí)，調(diào)調(diào)制解調(diào)器主要用于遠(yuǎn)距離通信，在遠(yuǎn)距離通信時(shí)，調(diào)制解調(diào)器的連接如下圖所示：制解調(diào)器的連接如下圖所示：圖中數(shù)據(jù)終端設(shè)備圖中數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE（Data Terminal Equipment）和數(shù)據(jù)）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備通信設(shè)備DCE（Data Communication Equipment）通過(guò)串行）通過(guò)串行接口接口RS-232C連接。連接。 DTE設(shè)備通常就是計(jì)算機(jī)，設(shè)備通常就是計(jì)算機(jī)，DCE設(shè)備通設(shè)備通常指常指Modem。兩個(gè)。兩個(gè)DCE設(shè)備之間用電話線連接，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距設(shè)備之間用電話線連接，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。離

39、通信。BUPT9.2.1串行通信基本概念串行通信基本概念四、四、串行通信的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)串行通信的檢錯(cuò)和糾錯(cuò) 信息的正確性對(duì)計(jì)算機(jī)的可靠工作具有極其重要的意信息的正確性對(duì)計(jì)算機(jī)的可靠工作具有極其重要的意義，但在信息的存儲(chǔ)與傳輸過(guò)程中，?？赡苡捎谀撤N干義，但在信息的存儲(chǔ)與傳輸過(guò)程中，常可能由于某種干擾或其他不可靠因素的存在而發(fā)生差錯(cuò)。擾或其他不可靠因素的存在而發(fā)生差錯(cuò)。 在串行通信中，由于線路長(zhǎng)和噪聲干擾的存在，會(huì)導(dǎo)在串行通信中，由于線路長(zhǎng)和噪聲干擾的存在，會(huì)導(dǎo)致信息傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。為保證信息傳輸?shù)恼_性，致信息傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。為保證信息傳輸?shù)恼_性，必須對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行差錯(cuò)檢查和校正，

40、即檢錯(cuò)和必須對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行差錯(cuò)檢查和校正，即檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。檢錯(cuò)是如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯(cuò)誤，而糾錯(cuò)是發(fā)現(xiàn)錯(cuò)糾錯(cuò)。檢錯(cuò)是如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯(cuò)誤，而糾錯(cuò)是發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后如何消除錯(cuò)誤。在基本通信協(xié)議中，一般采用奇偶誤后如何消除錯(cuò)誤。在基本通信協(xié)議中，一般采用奇偶檢驗(yàn)或方陣碼檢錯(cuò)，以反饋重發(fā)方式糾錯(cuò)。在高級(jí)通信檢驗(yàn)或方陣碼檢錯(cuò)，以反饋重發(fā)方式糾錯(cuò)。在高級(jí)通信協(xié)議中，一般采用循環(huán)冗余碼（協(xié)議中，一般采用循環(huán)冗余碼（CRC）檢錯(cuò)，以自動(dòng)糾）檢錯(cuò)，以自動(dòng)糾錯(cuò)方式來(lái)糾錯(cuò)。錯(cuò)方式來(lái)糾錯(cuò)。BUPT1、奇偶校驗(yàn)、奇偶校驗(yàn) 奇偶校驗(yàn)是最簡(jiǎn)單最常用的校驗(yàn)方法。它的基本原理是在奇偶校驗(yàn)是最簡(jiǎn)單最常用的校驗(yàn)方法。它的基本原理是在所

41、傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)中附加冗余位（即檢驗(yàn)位）。利用冗余位所傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)中附加冗余位（即檢驗(yàn)位）。利用冗余位的存在，使整個(gè)信息位（包括有效位和檢驗(yàn)位）中的存在，使整個(gè)信息位（包括有效位和檢驗(yàn)位）中“1”的個(gè)的個(gè)數(shù)具有奇數(shù)或偶數(shù)的特性。整個(gè)信息位經(jīng)過(guò)線路傳輸后，若數(shù)具有奇數(shù)或偶數(shù)的特性。整個(gè)信息位經(jīng)過(guò)線路傳輸后，若原來(lái)所具有的原來(lái)所具有的“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性發(fā)生了變化，則說(shuō)明出現(xiàn)的個(gè)數(shù)的奇偶性發(fā)生了變化，則說(shuō)明出現(xiàn)了傳輸錯(cuò)誤，可由專門的檢測(cè)電路檢測(cè)出來(lái)。了傳輸錯(cuò)誤，可由專門的檢測(cè)電路檢測(cè)出來(lái)。這種利用信息這種利用信息位中位中“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性來(lái)達(dá)到檢驗(yàn)?zāi)康牡木幋a稱為奇偶校的個(gè)數(shù)的奇偶性來(lái)達(dá)到檢驗(yàn)?zāi)康?/p>

42、的編碼稱為奇偶校驗(yàn)碼。驗(yàn)碼。使整個(gè)信息位使整個(gè)信息位“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)的編碼叫奇校驗(yàn)碼；的個(gè)數(shù)為奇數(shù)的編碼叫奇校驗(yàn)碼；而使整個(gè)信息位而使整個(gè)信息位“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)的編碼叫偶校驗(yàn)碼。附加的個(gè)數(shù)為偶數(shù)的編碼叫偶校驗(yàn)碼。附加的信息位稱為奇偶校驗(yàn)位，簡(jiǎn)稱校驗(yàn)位。需要傳送的數(shù)據(jù)位的信息位稱為奇偶校驗(yàn)位，簡(jiǎn)稱校驗(yàn)位。需要傳送的數(shù)據(jù)位本身稱為有效信息位。本身稱為有效信息位。 例例1：有效信息位是：有效信息位是1011101，采用偶校驗(yàn)，則附加的校驗(yàn)位，采用偶校驗(yàn)，則附加的校驗(yàn)位是是1。最后得到的信息是。最后得到的信息是10111011 例例2：有效信息位是：有效信息位是1011011，采用奇校驗(yàn)，則附加的

43、校驗(yàn)位，采用奇校驗(yàn)，則附加的校驗(yàn)位是是0。最后得到的信息是。最后得到的信息是10110110BUPT通常將一個(gè)校驗(yàn)過(guò)程分為編碼和解碼兩個(gè)過(guò)程。下面以偶校驗(yàn)為例說(shuō)明通常將一個(gè)校驗(yàn)過(guò)程分為編碼和解碼兩個(gè)過(guò)程。下面以偶校驗(yàn)為例說(shuō)明其編碼和解碼的過(guò)程。其編碼和解碼的過(guò)程。編碼編碼：發(fā)送器將某一數(shù)據(jù)發(fā)送前，統(tǒng)計(jì)有效信息位中：發(fā)送器將某一數(shù)據(jù)發(fā)送前，統(tǒng)計(jì)有效信息位中“1”的個(gè)數(shù)，若為的個(gè)數(shù)，若為 奇數(shù)，則在附加的校驗(yàn)位處填奇數(shù)，則在附加的校驗(yàn)位處填“1”；若為偶數(shù)，則在校驗(yàn)位處填；若為偶數(shù)，則在校驗(yàn)位處填“0”，以使整個(gè)信息位以使整個(gè)信息位“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，這一過(guò)程也稱為配校驗(yàn)位。發(fā)送器的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，這

44、一過(guò)程也稱為配校驗(yàn)位。發(fā)送器完成這一過(guò)程是由硬件自動(dòng)進(jìn)行的，配好后，則發(fā)送出器出去。所產(chǎn)生完成這一過(guò)程是由硬件自動(dòng)進(jìn)行的，配好后，則發(fā)送出器出去。所產(chǎn)生的校驗(yàn)位加在有效信息位的后面，即第的校驗(yàn)位加在有效信息位的后面，即第8位（有效信息位是位（有效信息位是7位）。圖中位）。圖中最后一位是停止位，表示一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束。最后一位是停止位，表示一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束。BUPT解碼解碼：接收器在接收數(shù)據(jù)時(shí)，將接收到的整個(gè)信息位（包括校：接收器在接收數(shù)據(jù)時(shí)，將接收到的整個(gè)信息位（包括校驗(yàn)位）經(jīng)由專門的檢測(cè)電路統(tǒng)計(jì)。對(duì)于例驗(yàn)位）經(jīng)由專門的檢測(cè)電路統(tǒng)計(jì)。對(duì)于例1，若，若“1”的的個(gè)個(gè)數(shù)仍為偶數(shù)，則認(rèn)為接收的數(shù)據(jù)

45、是正確的；否則，表明數(shù)仍為偶數(shù)，則認(rèn)為接收的數(shù)據(jù)是正確的；否則，表明有差錯(cuò)出現(xiàn)，應(yīng)停止使用這個(gè)數(shù)據(jù)，要求重新發(fā)送，或有差錯(cuò)出現(xiàn)，應(yīng)停止使用這個(gè)數(shù)據(jù)，要求重新發(fā)送，或作其他專門處理。接收器的檢測(cè)也是由硬件自動(dòng)完成的作其他專門處理。接收器的檢測(cè)也是由硬件自動(dòng)完成的. 由硬件給出的奇偶校驗(yàn)結(jié)果供計(jì)算機(jī)檢測(cè)。由硬件給出的奇偶校驗(yàn)結(jié)果供計(jì)算機(jī)檢測(cè)。BUPT2、方陣碼校驗(yàn)、方陣碼校驗(yàn) 方陣碼校驗(yàn)是奇偶校驗(yàn)與方陣碼校驗(yàn)是奇偶校驗(yàn)與“檢檢驗(yàn)和驗(yàn)和”的綜合。例如，每個(gè)的綜合。例如，每個(gè)7位位編碼的字符后附加編碼的字符后附加1位奇偶校驗(yàn)位奇偶校驗(yàn)位，以使整個(gè)字符的位，以使整個(gè)字符的“1”的個(gè)的個(gè)數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)。若

46、干個(gè)字符數(shù)為偶數(shù)或奇數(shù)。若干個(gè)字符組成一個(gè)數(shù)據(jù)塊，列成方陣，組成一個(gè)數(shù)據(jù)塊，列成方陣，再在縱向按位加，產(chǎn)生一個(gè)字再在縱向按位加，產(chǎn)生一個(gè)字符的檢驗(yàn)字符，并將它附在數(shù)符的檢驗(yàn)字符，并將它附在數(shù)據(jù)的末尾。這一檢驗(yàn)字符是所據(jù)的末尾。這一檢驗(yàn)字符是所有數(shù)據(jù)字符有數(shù)據(jù)字符“異或異或”的結(jié)果，的結(jié)果，反映了整個(gè)數(shù)據(jù)的奇偶性。方反映了整個(gè)數(shù)據(jù)的奇偶性。方陣檢驗(yàn)字符的生成原理如右圖陣檢驗(yàn)字符的生成原理如右圖所示，圖中采用偶校驗(yàn)。在數(shù)所示，圖中采用偶校驗(yàn)。在數(shù)據(jù)接收過(guò)程中，數(shù)據(jù)塊讀出產(chǎn)據(jù)接收過(guò)程中，數(shù)據(jù)塊讀出產(chǎn)生一個(gè)檢驗(yàn)字符，并與發(fā)送來(lái)生一個(gè)檢驗(yàn)字符，并與發(fā)送來(lái)的檢驗(yàn)字符進(jìn)行比較，若兩者的檢驗(yàn)字符進(jìn)行比較，若兩

47、者不同，說(shuō)明出現(xiàn)差錯(cuò)，則以反不同，說(shuō)明出現(xiàn)差錯(cuò)，則以反饋重發(fā)來(lái)糾錯(cuò)。若兩者相同，饋重發(fā)來(lái)糾錯(cuò)。若兩者相同，表示接收數(shù)據(jù)正確。表示接收數(shù)據(jù)正確。字符代碼字符代碼 奇偶位奇偶位（偶校驗(yàn)位）（偶校驗(yàn)位） 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 檢驗(yàn)字符檢驗(yàn)字符BUPT3、CRC校驗(yàn)校驗(yàn) CRC（Cyclic Redundancy Check）是循環(huán)冗余校驗(yàn)的）是循環(huán)冗余校驗(yàn)的縮寫字母，它是利用編碼原理，對(duì)傳送的二進(jìn)制碼序列以縮寫字母，它是利用編碼原理

48、，對(duì)傳送的二進(jìn)制碼序列以一定的規(guī)則產(chǎn)生一定的校驗(yàn)碼，并將校驗(yàn)碼放在二進(jìn)制序一定的規(guī)則產(chǎn)生一定的校驗(yàn)碼，并將校驗(yàn)碼放在二進(jìn)制序列之后，形成符合一定規(guī)則的新的二進(jìn)制碼序列（稱為編列之后，形成符合一定規(guī)則的新的二進(jìn)制碼序列（稱為編碼），并將新的二進(jìn)制碼序列發(fā)送出去。在接收時(shí)，就根碼），并將新的二進(jìn)制碼序列發(fā)送出去。在接收時(shí)，就根據(jù)信息和校驗(yàn)碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行檢測(cè)（稱為譯碼），據(jù)信息和校驗(yàn)碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行檢測(cè)（稱為譯碼），從而檢測(cè)出傳輸過(guò)程中是否發(fā)生差錯(cuò)。從而檢測(cè)出傳輸過(guò)程中是否發(fā)生差錯(cuò)。CRC校驗(yàn)是對(duì)整個(gè)校驗(yàn)是對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行校驗(yàn)，同步串行通信都采用數(shù)據(jù)塊進(jìn)行校驗(yàn)，同步串行通信都采用CRC

49、校驗(yàn)。校驗(yàn)。(1) 模模2運(yùn)算運(yùn)算 所謂模所謂模2相加就是兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加的結(jié)果被相加就是兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加的結(jié)果被2除，并以除，并以所得的余數(shù)作為和數(shù)，即進(jìn)行半加不進(jìn)位。所得的余數(shù)作為和數(shù)，即進(jìn)行半加不進(jìn)位?！澳Ｄ！笔侨∮嗍侨∮鄶?shù)的意思。模數(shù)的意思。模2加相當(dāng)于作異或運(yùn)算。加相當(dāng)于作異或運(yùn)算。 例：例：1+1=2，它被，它被2除后，余數(shù)為除后，余數(shù)為0，所以，所以1+1的模的模2加加法，其結(jié)果應(yīng)為法，其結(jié)果應(yīng)為0，記作，記作1+1=0（mod 2）或記作）或記作1 1= 0 。BUPT(2) 二進(jìn)制碼的多項(xiàng)式表示二進(jìn)制碼的多項(xiàng)式表示 二進(jìn)制碼可以表示成二進(jìn)制多項(xiàng)式二進(jìn)制碼可以表示成二進(jìn)制多項(xiàng)式

50、.例例 10101101，其代碼多項(xiàng)式，其代碼多項(xiàng)式M(x)為：為： M(x)= A7x7+A6x6+A5x5+A4x4+A3x3+A2x2+A1x1+A0 x0 = 1x7+0 x6+1x5+0 x4+1x3+1x2+0 x1+1x0 = x7+x5+ x3+x2+1 這里這里x的指數(shù)的指數(shù)i僅表示各比特在多項(xiàng)式中的位置，如僅表示各比特在多項(xiàng)式中的位置，如i=0表示第表示第0位，位，i=7表示第表示第7位等。位等。 從上式可看出，二進(jìn)制多項(xiàng)式的系數(shù)取值只能是從上式可看出，二進(jìn)制多項(xiàng)式的系數(shù)取值只能是0或或1。一個(gè)。一個(gè)8位比特組，可以用位比特組，可以用7次多項(xiàng)式來(lái)表示，次多項(xiàng)式來(lái)表示，以次類

51、推，以次類推，n位的比特組可以用位的比特組可以用n-1次多項(xiàng)式來(lái)表次多項(xiàng)式來(lái)表示。示。BUPT(3) 二進(jìn)制代碼的多項(xiàng)式運(yùn)算二進(jìn)制代碼的多項(xiàng)式運(yùn)算 根據(jù)模根據(jù)模2加法的運(yùn)算規(guī)則，二進(jìn)制多項(xiàng)式的加法等于二進(jìn)加法的運(yùn)算規(guī)則，二進(jìn)制多項(xiàng)式的加法等于二進(jìn)制多項(xiàng)式的減法。制多項(xiàng)式的減法。 例：有兩個(gè)多項(xiàng)式例：有兩個(gè)多項(xiàng)式M1(x)和和M2(x) 則有則有 M1(x)+M2(x) = M1(x)-M2(x) 而進(jìn)行多項(xiàng)式乘法和除法，則跟普通代數(shù)多項(xiàng)式的乘法和而進(jìn)行多項(xiàng)式乘法和除法，則跟普通代數(shù)多項(xiàng)式的乘法和除法一樣，例如對(duì)除法有：除法一樣，例如對(duì)除法有： M1(x)/ M2(x) = Q(x) + R(x

52、)/ M2(x) 其中，其中， Q(x) 為商，為商， R(x)為余數(shù)。為余數(shù)。若能除盡，則余數(shù)若能除盡，則余數(shù) R(x)等于等于0 。例：例： M1(x) = x7+x6+1 , M2(x) = x7+x5+x2+1 則則 M1(x) + M2(x) = x6+x5+x2 M1(x) M2(x) = x6+x5+x2BUPT(4) CRC校驗(yàn)原理校驗(yàn)原理 設(shè)設(shè)R(x) 是是xrB(x)除以除以G(x)的余式，即滿足：的余式，即滿足： xrB(x) = G(x) Q(x) + R(x) 其中其中Q(x)是商?？蓪⑸鲜礁膶憺椋菏巧獭？蓪⑸鲜礁膶憺椋?xrB(x) R(x) = G(x) Q(x)

53、 根據(jù)模根據(jù)模2運(yùn)算規(guī)則有運(yùn)算規(guī)則有xrB(x) + R(x) = xrB(x) R(x) ， 故故xrB(x) + R(x) = G(x) Q(x) 或：或： xrB(x) + R(x) G(x) = Q(x) 即即 T(x) G(x) = Q(x) 由此可見(jiàn)，信道上發(fā)送的碼字多項(xiàng)式由此可見(jiàn)，信道上發(fā)送的碼字多項(xiàng)式T(x) = xrB(x) + R(x) ，若傳輸過(guò)程無(wú)錯(cuò)，則接收方收到的碼字也對(duì)應(yīng)于此，若傳輸過(guò)程無(wú)錯(cuò)，則接收方收到的碼字也對(duì)應(yīng)于此多項(xiàng)式，即收到的碼字多項(xiàng)式也能被多項(xiàng)式，即收到的碼字多項(xiàng)式也能被G(x)整除。因此，接收整除。因此，接收端的校驗(yàn)過(guò)程就是將接收到的碼字多項(xiàng)式除以端的

54、校驗(yàn)過(guò)程就是將接收到的碼字多項(xiàng)式除以G(x)的過(guò)程。的過(guò)程。若得到的余式為零則認(rèn)為傳輸無(wú)差錯(cuò)；若余式不為零則傳輸若得到的余式為零則認(rèn)為傳輸無(wú)差錯(cuò)；若余式不為零則傳輸有差錯(cuò)。有差錯(cuò)。BUPT碼字多項(xiàng)式和生成多項(xiàng)式碼字多項(xiàng)式和生成多項(xiàng)式 碼字多項(xiàng)式碼字多項(xiàng)式T(x) = xrB(x) + R(x) 是生成多項(xiàng)式是生成多項(xiàng)式G(x)的倍的倍數(shù)，即它能被數(shù)，即它能被G(x)除盡；碼字多項(xiàng)式除盡；碼字多項(xiàng)式T(x) 中的高次項(xiàng)多項(xiàng)中的高次項(xiàng)多項(xiàng)式式xrB(x) 的系數(shù)仍是原信息碼，而低次項(xiàng)多項(xiàng)式的系數(shù)仍是原信息碼，而低次項(xiàng)多項(xiàng)式R(x) 是余是余數(shù)多項(xiàng)式，它的各項(xiàng)系數(shù)作為校驗(yàn)碼（冗余位），即數(shù)多項(xiàng)式，它

55、的各項(xiàng)系數(shù)作為校驗(yàn)碼（冗余位），即CRC校校驗(yàn)碼。驗(yàn)碼。 CRC校驗(yàn)碼可以是校驗(yàn)碼可以是16位或位或32位。位。 生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G(x) 生成多項(xiàng)式的位數(shù)越多其校驗(yàn)?zāi)芰υ綇?qiáng)。目前廣泛使用的生生成多項(xiàng)式的位數(shù)越多其校驗(yàn)?zāi)芰υ綇?qiáng)。目前廣泛使用的生成多項(xiàng)式主要有以下四鐘：成多項(xiàng)式主要有以下四鐘： CRC12= x12 + x11 + x3 + x2 + 1 CRC16= x16 + x15 + x2 + 1 （IBM公司）公司） CRC16= x16 + x12 + x5 + 1（CCITT） CRC32= x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x

56、10 + x8 + x7+ x5 + x4 + x2 + x + 1（目前以太網(wǎng)中廣泛采用）（目前以太網(wǎng)中廣泛采用）BUPT例：例：已知生成多項(xiàng)式已知生成多項(xiàng)式 G(x)= x4 + x3 + x2 + 1 ，設(shè)信息碼為，設(shè)信息碼為B = 101，求求 CRC校驗(yàn)碼。校驗(yàn)碼。解：由題知校驗(yàn)位是解：由題知校驗(yàn)位是4位位 信息多項(xiàng)式信息多項(xiàng)式B(x)= x2 + 1 ，提階后的信息多項(xiàng)式為：，提階后的信息多項(xiàng)式為： x4 B(x) = x6 + x4 )()()()()(4xGxRxQxGxBx1111234223446xxxxxxxxxxx即即 Q(x) = x2 + x + 1 R(x) =

57、x + 1所以所以4位校驗(yàn)碼是位校驗(yàn)碼是0011BUPT五、五、串行接口標(biāo)準(zhǔn)串行接口標(biāo)準(zhǔn) 指計(jì)算機(jī)或終端指計(jì)算機(jī)或終端(數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE)的的串行接口電路串行接口電路與與調(diào)調(diào)制解調(diào)器制解調(diào)器MODEM等數(shù)據(jù)通信設(shè)備等數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE之間的之間的連接標(biāo)準(zhǔn)連接標(biāo)準(zhǔn)。 1RS-232C標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)微型計(jì)算機(jī)之間的串行通信通常是按照微型計(jì)算機(jī)之間的串行通信通常是按照RS-232C標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的接口電路實(shí)現(xiàn)的。如果使用一根電話線進(jìn)行通信，那么的接口電路實(shí)現(xiàn)的。如果使用一根電話線進(jìn)行通信，那么計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)和MODEM之間的連線就是根據(jù)之間的連線就是根據(jù)RS-232C標(biāo)準(zhǔn)連接標(biāo)準(zhǔn)連接的。其

58、連接及通信原理如圖所示：的。其連接及通信原理如圖所示：BUPTRS-232C是一種標(biāo)準(zhǔn)接口，是一種標(biāo)準(zhǔn)接口，D型插座，采用型插座，采用25芯引腳芯引腳或或9芯引腳的連接器，如圖所示。芯引腳的連接器，如圖所示。信號(hào)線信號(hào)線RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定接口有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定接口有25根連線。根連線。只有以下只有以下9個(gè)信號(hào)經(jīng)常使用個(gè)信號(hào)經(jīng)常使用. TXD（2腳）：腳）：發(fā)送數(shù)據(jù)線發(fā)送數(shù)據(jù)線，輸，輸出。發(fā)送數(shù)據(jù)到出。發(fā)送數(shù)據(jù)到MODEM。RXD（3腳）：腳）：接收數(shù)據(jù)線接收數(shù)據(jù)線，輸入。接，輸入。接收數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)或終端。收數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)或終端。RTS（4腳）：請(qǐng)求發(fā)送，輸出。計(jì)算腳）：請(qǐng)求發(fā)送，輸出。計(jì)算機(jī)通過(guò)此引

59、腳通知機(jī)通過(guò)此引腳通知MODEM，要，要求發(fā)送數(shù)據(jù)。求發(fā)送數(shù)據(jù)。CTS（5腳）：允許發(fā)送，輸入。發(fā)出腳）：允許發(fā)送，輸入。發(fā)出作為對(duì)作為對(duì)RTS的回答，計(jì)算機(jī)才可的回答，計(jì)算機(jī)才可以進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)。以進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)。BUPTDSR（6腳）：數(shù)據(jù)裝置就緒腳）：數(shù)據(jù)裝置就緒(即即MODEM準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好)，輸入。表示調(diào)，輸入。表示調(diào)制解調(diào)器可以使用，該信號(hào)有時(shí)直接接到電源上，這樣當(dāng)設(shè)制解調(diào)器可以使用，該信號(hào)有時(shí)直接接到電源上，這樣當(dāng)設(shè)備連通時(shí)即有效。備連通時(shí)即有效。CD（8腳）：載波檢測(cè)，輸入。表示腳）：載波檢測(cè)，輸入。表示MODEM已與電話線路連接好。已與電話線路連接好。如果通信線路是交換電話的一部分

60、，則至少還需如下兩個(gè)信號(hào)：如果通信線路是交換電話的一部分，則至少還需如下兩個(gè)信號(hào)：RI（22腳）：振鈴指示，輸入。腳）：振鈴指示，輸入。MODEM若接到交換臺(tái)送來(lái)的振鈴若接到交換臺(tái)送來(lái)的振鈴呼叫信號(hào)，就發(fā)出該信號(hào)來(lái)通知計(jì)算機(jī)或終端。呼叫信號(hào)，就發(fā)出該信號(hào)來(lái)通知計(jì)算機(jī)或終端。DTE（20腳）：數(shù)據(jù)終端就緒，輸出。計(jì)算機(jī)收到腳）：數(shù)據(jù)終端就緒，輸出。計(jì)算機(jī)收到RI信號(hào)以后，就信號(hào)以后，就發(fā)出信號(hào)到發(fā)出信號(hào)到MODEM作為回答，以控制它的轉(zhuǎn)換設(shè)備，建立作為回答，以控制它的轉(zhuǎn)換設(shè)備，建立通信鏈路。通信鏈路。GND（7腳）：地腳）：地邏輯電平邏輯電平RS-232C標(biāo)準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)采用EIA電平，規(guī)定：電平，