串行通信概述

串行通信概述
串行通信特点：相对于并行通信，串行通信的速度比较慢，这种方式所用的传输线少（例如二根），因而在通信时可降低成本，比较经济。

另外，它还可以借助于现存的电话网进行数据传送，因此串行通信适合于远距离且传送速度要求不很高的通信。

例如，远距离的计算机系统之间都采用串行通信；在近距离系统之间，如同一室的微机之间，也广泛采用串行通信方式；在PC机上键盘、鼠标器与主机之间，也采用串行通信方式。

数据传输制式：按传送方向的不同，可分为三种传输制式，这就是单工（Simplex）方式、半双工（Half-Duplex）和全双工（Full-Duplex）方式。

(1) 单工方式
这种方式只允许数据按照一个固定的方向传送。

采用该方式时，已经确定了通信两点中的一点为接收端，另一端为发送端。

在参加通信的A、B两端中，A只能为接收器，B只能为发送器。

反之则不行。

(2)半双工方式
参加通信的A、B两端均具备接收或发送数据能力。

由于A、B是由一条信道相连，故在某一特定时刻，A、B 的传输方式是明确的，B 发A收或A发B收。

决不允许A或B在同一时刻既发又收。

(3)全双工方式
全双工方式中是由两条信道将A、B两端连接的。

从而克服了单工或半双工方式带来的A、B两端不能既发又收的缺点。

为了实现全双工传输的功能，A端和B端必须分别具备一套完全独立的接收器和发送器。

异步通信方式：串行异步通信方式是以字符为单位进行传输的，异步通信所采用的数据格式是以一组可变"位数" 的数组成的。

第一位称起始位，它的宽度为1bit，低电平；接着传送一个数据5～8bit，以高电平为"1"，低电平为"0"；也可有一位奇偶校验位；后是停止位，宽度可以是1bit、1.5bit或2bit，在两个数据位之间可有空闲位。

同步通信协议：在同步通信时所使用的数据格式根据控制规程常分为：面向字符及面向比特两种。

同步通信方式在每个数据前后不加起始位和停止位，而是将数据顺序连接起来，以一个数据块为传输单位，每个数据块附加一个或二个同步字符，最后以校验字符结束。

异步通信方式与同步通信方式比较：异步通信是按字符传输的，由于要在每个字符的前后加上起始位和停止位这样一些附加位，使得传输效率变低了，因此，异步通信方式一般用在数据速率较慢的场合。

而同步通信速率很高，因此适用于传送信息量大，要求传送速率很高的系统中。

串行通信的传送速率：在串行通信中常用波特率（Band Rate）来表示数据传送的速率。

所谓传输率就是指每秒传输多少位，即波特率。

国际上规定了一个标准波特率系列，标准波特率也是最常用的波特率。

标准波特率系列为:110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600和19200。

串行接口的基本任务：
（1）进行串、并行转换。

串行传送数据是一位一位依次顺序传送的，而计算机处理数据是并行的。

所以，当数据由计算机送至数据终端时，需要把并行数据转换为串引数据再传送；而计算机接收终端传来的数据时，首先需要把串行数据转换为并引数据才能送入计算机处理。

（2）实行串引数据格式化。

从CPU来的并行数据转换成串行数据后，接口电路要能实现不同通信方式下的数据格式化。

异步方式下，发送或接收数据时自动生成或去掉启动停止位；面向字符的同步方式下，接口所做的数据格式化则主要是在数据块前面加同步字符。

（3）可靠性检验。

为确保接收/发送数据的可靠性，在发送时，接口电路自动生成奇偶校验位，在接收时，接口电路检查字符的奇偶校验位或其他校验码，以确定是否发生传送错误。

（4）实施接口与DCE之间的控制，计算机与设备之间进行通信。

是通过计算机串行接口实现的，故接口电路就提供符合接口标准规定
的联络与控制信号线，以与MODEM进行联络与控制。

串行接口的一般结构：串行接口有许多种类，主要包括四个主要寄存器，即控制寄存器，状态寄存器，数据输入器及数据输出寄存器。

控制寄存器用来接收CPU送给此接口的各种控制信息，而控制信息决定接口的工作方式。

状态寄存器的每一个状态位都可以用来指示传输过程中的某一种错误或者当前传输状态。

数据输入寄存器总是和串行输入/并行输出移位寄存器配对使用的。

在输入过程中，数据一位一位从外部设备进入接口的移位寄存器，当接收完一个字符后，数据就从移位寄存器送到数据输入寄存器，再等待CPU来取走。

输出的情况和输入过程类似，在输出过程中，数据输出寄存器和并行输入/•串行输出移位寄存器配对使用。

当CPU往数据输出寄存器中输出一个数据后，数据便传输到移位寄存器，然后一位一位地通过输出线送到外设。