[概念]異步串行通信和同步串行通信的比較[done]

1、同步通信和異步通信比較串行通信可以分為兩種類型：同步通信、異步通信異步通信的特點(diǎn)及信息幀格式以起止式異步協(xié)議為例，下圖顯示的是起止式一幀數(shù)據(jù)的格式起止式異步通信的特點(diǎn)是：一個(gè)字符一個(gè)字符地傳輸，每個(gè)字符一位一位地傳輸，并且傳輸一個(gè)字符時(shí)，總是以“起始位”開(kāi)始，以“停止位”結(jié)束,字符之間沒(méi)有固定的時(shí)間間隔要求。每一個(gè)字符的前面都有一位起始位（低電平，邏輯值），字符本身由5-7位數(shù)據(jù)位組成，接著字符后面是一位校驗(yàn)位（也可以沒(méi)有校驗(yàn)位），最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定長(zhǎng)的空閑位。停止位和空閑位都規(guī)定為高電平（邏輯值1）,這樣就保證起始位開(kāi)始處一定有一個(gè)下跳沿。從圖中可看出,這種格式

2、是靠起始位和停止位來(lái)實(shí)現(xiàn)字符的界定或同步的,故稱為起止式協(xié)議。異步通信可以采用正邏輯或負(fù)邏輯,正負(fù)邏輯的表示如下表所示：邏輯0邏輯1正邏輯低電平高電平負(fù)邏輯高電平低電平異步通信的信息格式如下邊的表所示：起始位邏輯01位數(shù)據(jù)位邏輯0或15，6，7，8位校研位邏輯0或11位或無(wú)停止位邏輯11位，1.5位或2位空閑位邏輯1任意數(shù)量注：表中位數(shù)的本質(zhì)含義是信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間，故可有分?jǐn)?shù)位，如1.5例：傳送8位數(shù)據(jù)45H（0100,0101B）,奇校驗(yàn)，1個(gè)停止位，則信號(hào)線上的波形象圖2所示那樣：異步通信的速率：若9600bps,每字符8位，1起始，1停止，無(wú)奇偶，則實(shí)際每字符傳送10位,則960字符/秒。

3、卜楨士牢閑也士F楨|仃I訂haxmIII1ID7-.DI:Ut據(jù)血先笈帥宦P：孑懂駁粗恤$!停it杞圖2異步通信的接收過(guò)程接收端以“接收時(shí)鐘”和“波特率因子”決定一位的時(shí)間長(zhǎng)度。下面以波特率因子等于16（接收時(shí)鐘每16個(gè)時(shí)鐘周期，使接收移位寄存器移位一次）、正邏輯為例說(shuō)明，如圖3所示。0r_：1fi*iii11ttF+M11S圖3（1）開(kāi)始通信時(shí)，信號(hào)線為空閑（邏輯1）,當(dāng)檢測(cè)到由1到0的跳變時(shí)，開(kāi)始對(duì)“接收時(shí)鐘”計(jì)數(shù)。（2）當(dāng)計(jì)到8個(gè)時(shí)鐘時(shí)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，若仍為低電平，則確認(rèn)這是“起始位”B,而不是干擾信號(hào)。（3）接收端檢測(cè)到起始位后，隔16個(gè)接收時(shí)鐘，對(duì)輸入信號(hào)檢測(cè)一次，把對(duì)應(yīng)的值作

4、為D0位數(shù)據(jù)。若為邏輯1,作為數(shù)據(jù)位1；若為邏輯0，作為數(shù)據(jù)位0。（4）再隔16個(gè)接收時(shí)鐘，對(duì)輸入信號(hào)檢測(cè)一次，把對(duì)應(yīng)的值作為D1位數(shù)據(jù)。.，直到全部數(shù)據(jù)位都輸入。（5）檢測(cè)校驗(yàn)位P（如果有的話）。（6）接收到規(guī)定的數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)和校驗(yàn)位后,通信接口電路希望收到停止位S（邏輯1）,若此時(shí)未收到邏輯1,說(shuō)明出現(xiàn)了錯(cuò)誤，在狀態(tài)寄存器中置“幀錯(cuò)誤”標(biāo)志。若沒(méi)有錯(cuò)誤，對(duì)全部數(shù)據(jù)位進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，無(wú)校驗(yàn)錯(cuò)時(shí)，把數(shù)據(jù)位從移位寄存器中送數(shù)據(jù)輸入寄存器。若校驗(yàn)錯(cuò)，在狀態(tài)寄存器中置奇偶錯(cuò)標(biāo)志。（7）本幀信息全部接收完，把線路上出現(xiàn)的高電平作為空閑位。（8）當(dāng)信號(hào)再次變?yōu)榈蜁r(shí)，開(kāi)始進(jìn)入下一幀的檢測(cè)。3、異步通信的發(fā)送過(guò)

5、程發(fā)送端以“發(fā)送時(shí)鐘”和“波特率因子”決定一位的時(shí)間長(zhǎng)度。（1）當(dāng)初始化后，或者沒(méi)有信息需要發(fā)送時(shí)，發(fā)送端輸出邏輯1，即空閑位，空閑位可以有任意數(shù)量。（2）當(dāng)需要發(fā)送時(shí)，發(fā)送端首先輸出邏輯0，作為起始位。（3）接著，發(fā)送端首先發(fā)送DO位，直到各數(shù)據(jù)位發(fā)送完。（4）如果需要的話，發(fā)送端輸出校驗(yàn)位。（5）最后，發(fā)送端輸出停止位（邏輯1）。（6）如果沒(méi)有信息需要發(fā)送時(shí)，發(fā)送端輸出邏輯1，即空閑位，空閑位可以有任意數(shù)量。如果還有信息需要發(fā)送，轉(zhuǎn)入第（2）步。對(duì)于以上發(fā)送、接收過(guò)程應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）接收端總是在每個(gè)字符的頭部（即起始位）進(jìn)行一次重新定位，因此發(fā)送端可以在字符之間插入不等長(zhǎng)的空閑位，不

6、影響接收端的接收。（2）發(fā)送端的發(fā)送時(shí)鐘和接收端的接收時(shí)鐘，其頻率允許有一定差異，當(dāng)頻率差異在一定范圍內(nèi)，不會(huì)引起接收端檢測(cè)錯(cuò)位，能夠正確接收。并且這種頻率差異不會(huì)因多個(gè)字符的連續(xù)接收而造成誤差累計(jì)（因?yàn)槊總€(gè)字符的開(kāi)始（起始位處）接收方均重新定位）。只有當(dāng)發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘頻率差異太大，引起接收端采樣錯(cuò)位，才造成接收錯(cuò)誤。（3）起始位、校驗(yàn)位、停止位、空閑位的信號(hào)，由“發(fā)送移位寄存器”自動(dòng)插入。在接收方，“接收移位寄存器”接收到一幀完整信息（起始、數(shù)據(jù)、校驗(yàn)、停止）后，僅把數(shù)據(jù)的各位送至“數(shù)據(jù)輸入寄存器”，即CPU從“數(shù)據(jù)輸入寄存器”中讀得的信息，只是有效數(shù)字，不包含起始位、校驗(yàn)位、停止位信息

7、。異步串行通信和同步串行通信的比較異步串行通信是指通信雙方以一個(gè)字符（包括特定附加位）作為數(shù)據(jù)傳格單位且發(fā)送方傳送字符的間隔時(shí)間不一定。同步串行通信是指允許連續(xù)發(fā)送一序列字符而每個(gè)字符的數(shù)據(jù)位數(shù)都相同且沒(méi)有起始位和停止位。異步串行通信是指通信中兩個(gè)字節(jié)間的時(shí)間間隔是不固定的,而在同一個(gè)字節(jié)中的兩個(gè)相鄰位的時(shí)間間隔是固定的.。同步串行通信則是在通信過(guò)程中每個(gè)字節(jié)的時(shí)間間隔是相等的,而且每個(gè)字節(jié)的位的時(shí)間間隔也是固定的。異步通信數(shù)據(jù)幀的第一位是開(kāi)始位，在通信線上沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送時(shí)處于邏輯“1”狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送一個(gè)字符數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)出一個(gè)邏輯“0”信號(hào)，這個(gè)邏輯低電平就是起始位。起始位通過(guò)通信線傳

8、向接收設(shè)備，當(dāng)接收設(shè)備檢測(cè)到這個(gè)邏輯低電平后，就開(kāi)始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位信號(hào)。因此，起始位所起的作用就是表示字符傳送開(kāi)始。當(dāng)接收設(shè)備收到起始位后，緊接著就會(huì)收到數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是5，6，7或8位的數(shù)據(jù)。在字符數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，數(shù)據(jù)位從最低位開(kāi)始傳輸。數(shù)據(jù)發(fā)送完之后，可以發(fā)送奇偶校驗(yàn)位。奇偶校驗(yàn)位用于有限差錯(cuò)檢測(cè)，通信雙方在通信時(shí)需約定一致的奇偶校驗(yàn)方式。就數(shù)據(jù)傳送而言，奇偶校驗(yàn)位是冗余位，但它表示數(shù)據(jù)的一種性質(zhì)，這種性質(zhì)用于檢錯(cuò)，雖有限但很容易實(shí)現(xiàn)。在奇偶位或數(shù)據(jù)位之后發(fā)送的是停止位，可以是1位、1.5位或2位。停止位是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志。在異步通信中，每一個(gè)字符要用到起始位和停止位作為字

9、符開(kāi)始和結(jié)束的標(biāo)志，以至于占用了時(shí)間。所以在數(shù)據(jù)塊傳送時(shí)，為了提高通信速度，常去掉這些標(biāo)志，而采用同步傳送。同步通信不像異步通信那樣，靠起始位在每個(gè)字符數(shù)據(jù)開(kāi)始時(shí)使發(fā)送和接收同步，而是通過(guò)同步字符在每個(gè)數(shù)據(jù)塊傳送開(kāi)始時(shí)使收發(fā)雙方同步。1同步通信的特點(diǎn)是以同步字符作為傳送的開(kāi)始，從而使收發(fā)同步；每位占用時(shí)間相同；字符數(shù)據(jù)間不允許有間隙，當(dāng)線路空閑或沒(méi)有字符可發(fā)送時(shí)，發(fā)送同步字符。串口通訊-同步通信方式同步通信方式的特點(diǎn)：采用同步通信時(shí)，將許多字符組成一個(gè)信息組，這樣，字符可以一個(gè)接一個(gè)地傳輸，但是，在每組信息（通常稱為幀）的開(kāi)始要加上同步字符，在沒(méi)有信息要傳輸時(shí)，要填上空字符，因?yàn)橥絺鬏敳辉试S

10、有間隙。在同步傳輸過(guò)程中，一個(gè)字符可以對(duì)應(yīng)58位。當(dāng)然，對(duì)同一個(gè)傳輸過(guò)程，所有字符對(duì)應(yīng)同樣的數(shù)位，比如說(shuō)n位。這樣，傳輸時(shí)，按每n位劃分為一個(gè)時(shí)間片，發(fā)送端在一個(gè)時(shí)間片中發(fā)送一個(gè)字符，接收端則在一個(gè)時(shí)間片中接收一個(gè)字符。同步傳輸時(shí)，一個(gè)信息幀中包含許多字符，每個(gè)信息幀用同步字符作為開(kāi)始，一般將同步字符和空字符用同一個(gè)代碼。在整個(gè)系統(tǒng)中，由一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘控制發(fā)送端的發(fā)送和空字符用同一個(gè)代碼。接收端當(dāng)然是應(yīng)該能識(shí)別同步字符的，當(dāng)檢測(cè)到有一串?dāng)?shù)位和同步字符相匹配時(shí)，就認(rèn)為開(kāi)始一個(gè)信息幀，于是，把此后的數(shù)位作為實(shí)際傳輸信息來(lái)處理。2、面向字符的同步協(xié)議（IBM的BSC協(xié)議）該協(xié)議規(guī)定了10個(gè)特殊字符（

11、稱為控制字符）作為信息傳輸?shù)臉?biāo)志。其格式為SYNSOH標(biāo)題STX數(shù)據(jù)塊ETB/ETX塊校驗(yàn)SYN：同步字符（Synchronouscharacter），每幀可加1個(gè)（單同步）或2個(gè)（雙同步）同步字符。SOH：標(biāo)題開(kāi)始（StartofHeader）。標(biāo)題：Header，包含源地址（發(fā)送方地址）、目的地址（接收方地址）、路由指示。STX：正文開(kāi)始（StartofText）。數(shù)據(jù)塊：正文（Text），由多個(gè)字符組成。ETB:塊傳輸結(jié)束（endoftransmissionblock）,標(biāo)識(shí)本數(shù)據(jù)塊結(jié)束。ETX：全文結(jié)束（endoftext），（全文分為若干塊傳輸）。塊校驗(yàn)：對(duì)從SOH開(kāi)始，直到ETB/

12、ETX字段的檢驗(yàn)碼。3、面向bit的同步協(xié)議（ISO的HDLC）一幀信息可以是任意位，用位組合標(biāo)識(shí)幀的開(kāi)始和結(jié)束。幀格式為：F場(chǎng)A場(chǎng)C場(chǎng)I場(chǎng)FC場(chǎng)F場(chǎng)F場(chǎng)：標(biāo)志場(chǎng);作為一幀的開(kāi)始和結(jié)束，標(biāo)志字符為8位，01111110。A場(chǎng)：地址場(chǎng)，規(guī)定接收方地址，可為8的整倍位。接收方檢查每個(gè)地址字節(jié)的第1位，如果為0，則后邊跟著另一個(gè)地址字節(jié)。若為1，則該字節(jié)為最后一個(gè)地址字節(jié)。C場(chǎng)：控制場(chǎng)。指示信息場(chǎng)的類型，8位或16位。若第1字節(jié)的第1位為0,則還有第2個(gè)字節(jié)也是控制場(chǎng)。I場(chǎng)：信息場(chǎng)。要傳送的數(shù)據(jù)。FC場(chǎng)：幀校驗(yàn)場(chǎng)。16位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC。除F場(chǎng)和自動(dòng)插入的”0”位外，均參加CRC計(jì)算。4、同步通

13、信的0位插入和刪除技術(shù)在同步通信中，一幀信息以一個(gè)（或幾個(gè)）特殊字符開(kāi)始，例如，F(xiàn)場(chǎng)=01111110B。但在信息幀的其他位置，完全可能出現(xiàn)這些特殊字符，為了避免接收方把這些特殊字符誤認(rèn)為幀的開(kāi)始，發(fā)送方采用“0位插入技術(shù)”，相應(yīng)地，接收方采用”0位刪除技術(shù)”。發(fā)送方的0位插入：除了起始字符外，當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)5個(gè)1時(shí)，發(fā)送方自動(dòng)插入一個(gè)0。使得在整個(gè)信息幀中，只有起始字符含有連續(xù)的6個(gè)1。接收方的”0位刪除技術(shù)”：接收方收到連續(xù)6個(gè)1，作為幀的起始，把連續(xù)出現(xiàn)5個(gè)1后的0自動(dòng)刪除。5、同步通信的字節(jié)填充技術(shù)設(shè)需要傳送的原始信息幀為：SOTDATAEOT節(jié)填充技術(shù)采用字符替換方式，使信息幀的DATA

14、中不出現(xiàn)起始字符SOT和結(jié)束字符EOT。設(shè)按下表方式進(jìn)行替換：DATA中的原字符替換為T(mén)OC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16SOTESCX HYPERLINK l bookmark18EOTESCY HYPERLINK l bookmark20ESCESCZ其中，ESC=1AH，X、Y、Z可指定為任意字符（除SOT、EOT、ESC夕卜）。發(fā)送方按約定方式對(duì)需要發(fā)送的原始幀進(jìn)行替換，并把替換后的新的幀發(fā)送給接收方。例如圖所示：接收方按約定方式進(jìn)行相反替換，可以獲得原始幀信息。6、異步通信和同步通信的比較（1）異步通信簡(jiǎn)單，雙方時(shí)鐘可允許一定誤差。同步通信較復(fù)雜，

15、雙方時(shí)鐘的允許誤差較小。（2）異步通信只適用于點(diǎn)點(diǎn)，同步通信可用于點(diǎn)多。（3）通信效率：異步通信低，同步通信高。串行同步和串行異步通信各有什么特點(diǎn)？串行通信是指計(jì)算機(jī)主機(jī)與外設(shè)之間以及主機(jī)系統(tǒng)與主機(jī)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的串行傳送。使用串口通信時(shí)，發(fā)送和接收到的每一個(gè)字符實(shí)際上都是一次一位的傳送的，每一位為1或者為0。串行通信的分類串行通信可以分為同步通信和異步通信兩類。同步通信是按照軟件識(shí)別同步字符來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，異步通信是一種利用字符的再同步技術(shù)的通信方式。同步通信同步通信是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個(gè)數(shù)據(jù)字符。它們均由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗(yàn)字符（CRC）組成。其中同步字符位于幀開(kāi)頭，用于確認(rèn)數(shù)據(jù)字符的開(kāi)始。數(shù)據(jù)字符在同步字符之后，個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，由所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊長(zhǎng)度來(lái)決定；校驗(yàn)字符有1到2個(gè)，用于接收端對(duì)接收到的字符