51学习第七天（一）--计算机串口通信基础--通信方式分类--串行通信特点/分类/传输方向--传输速率与传输距离--并行通信特点

 

 

1.计算机串行通信基础

1.1、通信方式分类

计算机通信：是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换

在数据通信中，按每次传送的数据位数，通信方式可分为：并行通信和串行通信两种方式，在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式

1.2、并行通信

并行通信时数据的各个位同时传送，可以字或字节为单位并行进行。并行通信速度快，但用的通信线多、成本高，故不宜进行远距离通信。计算机或PLC各种内部总线就是以并行方式传送数据的。

并行通信特点：并行是指多比特数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。

1.2、串行通信

1.2.1、串行通信特点

串行通信特点：使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。

1.2.2、串行通信分类

串行通信有两种，一位异步串行通信，二为同步串行通信。

1.2.2.1异步串行通信

异步通信中，在异步通信中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。

异步通信数据格式：

操作顺序：一个字符帧10位：先发送起始位（低电平）--再数据位7位—校验位（可有可无）--停止位（高电平结束）

传送特点：异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时隙可以是任意的。但是接收端必须时刻做好接收的准备（如果接收端主机的电源都没有加上，那么发送端发送字符就没有意义，因为接收端根本无法接收）。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低（因为开始位和停止位的开销所占比例较大）

 1.2.2.2同步串行通信

同步串行通信：所谓同步通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。

两种串行通信不同就只有时间，在发送字符时，异步可以是不同时间间隔发送，但同步只能以固定的时间间隔发送。

1.2.2、串行通信的传输方向

根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

单工：信息只能单向传送为单工；

半双工：信息能双向传送但不能同时双向传送称为半双工；

全双工：信息能够同时双向传送则称为全双工。

1.3、传输速率与传输距离

1.3.1、传输速率

1. 波特率

在串行通信中,用”波特率”来描述数据的传输速率.所谓波特率,即每秒钟传送的二进制位数,其单位为bps(bits per second).它是衡量串行数据速度快慢的重要指标.有时也用”位周期”来表示传输速率,位周期是波特率的倒数.国际上规定了一个标准波特率系列:110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、14.4Kbps、19.2Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps. 例如:9600bps,指每秒传送9600位,包含字符的数位和其它必须的数位,如奇偶校验位等. 大多数串行接口电路的接收波特率和发送波特率可以分别设置,但接收方的接收波特率必须与发送方的发送波特率相同.通信线上所传输的字符数据(代码)是逐位传送的,1个字符由若干位组成,因此每秒钟所传输的字符数(字符速率)和波特率是两种概念.在串行通信中,所说的传输速率是指波特率,而不是指字符速率,它们两者的关系是:假如在异步串行通信中,传送一个字符,包括12位(其中有一个起始位,8个数据位,一个奇偶校验位,2个停止位),其传输速率是1200b/s,每秒所能传送的字符数是1200/(1+8+1+2)=100个.

 

1.3.2、传输距离

串行通信中,数据位信号流在信号线上传输时,要引起畸变,畸变的大小与以下因素有关:

1. 波特率——信号线的特征(频带范围)
2. 传输距离——信号的性质及大小(电平高低,电流大小)

当畸变较大时,接收方出现误码.

在规定的误码率下,当波特率、信号线、信号的性质及大小一定时,串行通信的传输距离就一定.为了加大传输距离,必须加调制解调器.