串行通信接口模块SCI
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典型的异步串行通信接口：RS-232、RS-422/485、USB等
6
计算机通信接口
7
F2812 SCI 通信模块
TX FIFO_0
TX FIFO_15
SCITXBUF
8
TXSHF
全双工
SCITXD
SCITXD
TX FIFO_0
TX FIFO_15
SCITXBUF
8
TXSHF
RXSHF
8
SCIRXBUF
16
CPU SCITXBUF
TXSHF SCITXD
发送
CPU SCIRXBUF
RXSHF SCIRXD
接收
SCI的中断
SCI通信过程可以使用中断方式或查询方式控制接收器和发送 器的工作；
共3个中断源，发送器1个，接收器2个（接收/间断公用、接收 错误中断）
发送器和接收器有独立的中断使能位(TX INT ENA、RX/BK INT、 RX ERR). 当中断被屏蔽时，但标志位仍然有效，可以反映发送 和接收状态；
机械连接：25针，9针 电气方面：采用负逻辑电平：－5V～－15V
＋5V～＋15V
规定为逻辑 “1” 规定为逻辑 “0”
30
RS-232接口的硬件连接
RS232的信号定义： TXD/RXD : 是一对数据线，TXD称发送数据输出，RXD称接收数据输入，当 两台计算机以全双工方式直接通信时，双方的这两根线应交叉连接。 GND: 所有的信号都要通过信号地线构成回路。
2）只要SCITXBUF中数据传送到TXSHF中，就会产生发送器中断；
3）该操作将TXRDY置位（SCICTL2.7），表示CPU可以继续写 数据。
2、接收器/间断中断：
如果置位RX/BK INT ENA (SCICTL2.1), 则下列条件之一产生接 收器中断：
1）SCI接收到一个完整的帧，并将RXSHF中的数据送SCIRXBUF， 就会产生接收器中断，同时将RXRDY置位（SCICTL2.6）；
13.3.1 SCI的16级FIFO缓冲
复位：上电复位时，工作在标准SCI模式，禁止FIFO功能。 FIFO的寄存器SCIFFTX、SCIFFRX和SCIFFCT都被禁止。
标准SCI ：标准F24x SCI模式，TXINT/RXINT中断作为 SCI的中断源。
FIFO使能：通过将SCIFFTX寄存器中的SIFFEN位置1， 使能FIFO模式。
错误标志位不能被直接清除，只能通过软件复位或系统复位来清除。
20
SCI的波特率计算
波特率：串行通信过程每秒钟传送的二进制脉冲数目，单 位: bit/s （位/秒） 串行时钟SCICLK由低速外设时钟LSPCLK和波特率选择寄 存器确定； SCI使用16位波特率选择寄存器，可以设定为64K种波特率；
串行通信：在一条传输线上一位一位地传送二进制信息。每 一个数据位占用一固定的时间长度。 特点：具有传输线少，成本低等优点，适合远距离传输；缺 点是速度慢。
0 1 0 1 源0 1 1 0
D0
0
1
0
1 0 目的
1
1
D7
0
T
并行通信
01101010
源
8T
目的
串行通信
串行通信技术分类
1 . 全双工方式、半双工方式和单工方式（数 据传送方向不同）
其余为联络（握手信号）信号线.
PC机1
RXD 2 TXD 3 GND 5 DCD 1 DTR 4 DSR 6 RTS 7 CTS 8
4）TXRDY变高后，程序写第二个字符到SCITXBUF，随后TXRDY又变低； 5）发送完第一个字符，开始将第二个字符移位到寄存器TXSHF；
6）TXENA＝0，禁止发送数据，SCI继续完成当前字符的发送；
7）第二个字符发送完成后，发送器变空，TXEMPTY＝1。
CPU
SCITXBUF
TXSHF
SCITXD
CPU SCIRXBUF
每个字符6个数据位
RXSHF
SCIRXD
地址位模式
15
通信过程中的发送器信号
3个数据位
地址位模式
1）TXENA＝1（SCICTL1.D1），使能发送器发送数据；
2）程序写数据到SCITXBUF寄存器，此时发送器不为空，TXRDY变低；
3）SCI发送数据到移位寄存器TXSHF后，产生中断请求，同时TXRDY变高；
SCITXBUF
8
TXSHF
RXSHF
8
SCIRXBUF
RX FIFO_0
SCIRXD
RX FIFO_15
SCI Device #1
SCIRXD
RXSHF
8
SCIRXBUF
RX FIFO_0
RX FIFO_15
SCI Device #2
13.3.2 SCI自动波特率检测
自动检测SCI通信的波特率，并刷新BSR寄存器。 通常两个CPU的波特率是确定的，SCI的自动波特率功能一
Baud-Select LSbyte Register (SCILBAUD) – 0x007053
7
6
5
4
3
2
1
0
BAUD7 BAUD6 BAUD5 BAUD4 BAUD3 BAUD2 BAUD1 BAUD0 (LSB)
SCI的波特率和PC串口的波特率有误差，通常波特率越高，误差越大。
13.3 SCI的增强功能
SCI baud rate =
LSPCLK
, BRR = 1 to 65535
(BRR + 1) x 8
LSPCLK 16
, BRR = 0
21
SCI的波特率计算
Baud-Select MSbyte Register (SCIHBAUD) – 0x007052
7பைடு நூலகம்
6
5
4
3
2
1
0
BAUD15 BAUD14 BAUD13 BAUD12 BAUD11 BAUD10 BAUD9 BAUD8 (MSB)
28
13.4 SCI接口应用
13.4.1 硬件设计 标准串行总线接口
RS-232标准 半双工RS485通信 全双工RS422通信 RS-232与RS485的电平比较 RS-232接口电路
RS-232C标准
计算机远程通信
DTE（Data Terminal Equipment）数据终端 DCE（Data Communications Equipment）数据通信装置
与RS232 格式兼容
12
SCI数据格式的配置
SCIA的通信控制寄存器
STOP BITS：指定发送时停止位个数，0－1个停止位，1－2个停止位； EVEN/ODD PARITY：奇偶校验选择， 0－奇校验， 1－偶校验； PARITY ENALBE：校验使能， 0－禁止奇偶校验，1－允许奇偶校验； LOOPBACK ENA：环路测试模式使能，1－TX数据内部送Rx，0－禁止 ADDR/IDLE MODE：多处理器模式选择，0－空闲线模式，1－地址位模式 SCICHAR2~0：数据长度选择，1～8位数据（000－111）。
般不用。
27
13.3.3 SCI多处理器通信
在同一条串行连线上，多处理器通信模式允许一个处理器 (主机)向串行线上其它处理器（从机）发送数据。 一条串行线上每刻只能有一个节点发送数据（发送使能控 制），但可以多个节点同时接收数据。 根据地址信息识别方法的不同，多处理器通信方式分为空 闲线模式和地址位模式。
13.3.1 SCI的16级FIFO缓冲
缓冲：
标准SCI模式下：发送只有发送缓冲器SCITXBUF，接 收只有接收缓冲器SCIRXBUF。
FIFO模式下：发送和接收缓冲器增加了2个16级的 FIFO，发送FIFO寄存器是8位宽，接收FIFO寄存器是 10位宽。
标准SCI的一个字的发送缓冲器SCITXBUF作为发送 FIFO和移位寄存器TXSHF间的缓冲器。只有移位寄存 器的最后一位被移出后， SCITXBUF才从发送FIFO加 载CPU写好的需要发送的数据。
2）间断检测条件发生（在一个缺少的停止位后，SCIRX保持10 周期的低电平）。该操作将BRKDT置位，并产生中断。
19
SCI的中断（续）
3、 在接收器错误中断服务子程序中，可以检测错误条件： 1）FE：当检测不到一个期望的停止位时，帧错误标志置位； 2）OE：在前一个字符被CPU读取前，有新的字符送到 SCIRXBUF中时，置位超时错误标志，此时前一个字符被覆盖； 3）PE：当接受字符中1的个数和它的奇偶校验位之间不匹配时 （含地址位），且校验模式被使能时，奇偶校验错误标志置位。
第13章 串行通信接口（SCI）
13.1 SCI接口特点 13.2 SCI数据格式 13.3 SCI增强功能 13.4 SCI接口应用 13.5 接收发送数据
1
计算机通信概述
计算机间或计算机与外部设备间交换信息，称为计算机通信。
计算机通信方式：1）串行通信；2）并行通信。
并行通信：各位数据都是并行传输的，它以字节（或字）为 单位与I/O设备或被控对象进行数据交换。一般包括8条数据 线，几条控制线和状态线。例如XINTF、并行打印机接口等。 特点：传输速度快；硬件开销大；只适合近距离传输。
13
SCI通信格式
1） 4个SCICLK周期的连续低电平表示有效的起始位； 2） 接收器收到1个起始位后开始接收数据； 3） 每个串行数据位占用8个SCICLK时钟周期； 4） 在随后的各位中进行三次采样(4、5、6)确定该位电平； 5）串口两端的接收/发送器分别使用各自的时钟(异步方式)。
14
通信过程中的接收器信号
RX FIFO_0
SCIRXD
RX FIFO_15
SCI Device #1
SCIRXD
RXSHF
8
SCIRXBUF
RX FIFO_0
RX FIFO_15
SCI Device #2
13.1 SCI接口的特点
串行通信接口（SCI－Serial Communication Interface） F2812包含两个SCI接口，记做SCIA和SCIB SCI是一种异步串行通信接口，即通常所说的UART SCI支持16级接收和发送FIFO，有助于减少CPU的开销 如果不使用FIFO时，SCI接收器和发送器采用两级缓冲方式 SCI可工作于半双工或全双工模式（RS485/422） 两种多处理器通信模式：空闲线与地址位多处理器模式 为保证数据的完整性，SCI模块对接收到的数据可以进行间 断、奇偶、超限和帧错误检测。
1）置RXENA＝1（SCICTL1.D0），使能接收器接收数据； 2）数据到达SCIRXD引脚后，检测起始位（SCI自动实现）； 3）数据从RXSHF寄存器移位到接收缓冲寄存器（SCIRXBUF），
产生一个中断请求，同时接收器数据准备好标志RXRDY＝1； 4）用户程序读取SCIRXBUF寄存器，标志位RXRDY自动清零； 5）数据的下一个字符到达SCIRXD引脚，检测到起始位； 6）RXENA=0，禁止接收数据。继续向RXSHF装载数据，但不送入SCIRXBUF。
串行通信技术分类
2. 同步通信、异步通信（收发双方是否使用同一时 钟）
同步通信:发送器和接收器通常使用同一时钟源来同步。方法 是在发送器发送数据时同时包含了时钟信号，接收器利用该 时钟信号进行接收。 下一章介绍SPI，是一种同步串口。
5
异步通信：收发双方的时钟不是同一个时钟，是由双方各自 的时钟实现数据的发送和接收。但要求双方使用同一标称频 率，允许有一定偏差。 异步通信的同步方法：要正确传输字符，准确读取每一位是 必须用各自的时钟同步的，为克服不同时钟的偏差，每个字 符都有一个起始位进行同步。
FIFO模式下，SCITXBUF将不被使用，发送移位寄存 器TXSHF将直接从FIFO加载需要发送的数据，而且加 载数据的速度可编程。
F2812 SCI 通信模块
TX FIFO_0
TX FIFO_15
SCITXBUF
8
TXSHF
全双工
SCITXD
SCITXD
TX FIFO_0
TX FIFO_15
发送器有一个SCITXBUF空标志(TXRDY＝1)，接收器有3个中 断标志：
1）接收器数据准备好(RXRDY＝1)；
2）接收器错误标志位(RX ERROR＝1)；
3）如果SCIRXD引脚连续保持至少10个低电平，则产生一个间
断条件（ BRKDT ＝1）。
18
SCI的中断（续）
1、发送器中断：
1）置位TX INT ENA（SCICTL2.0）；
9
SCI与CPU间的接口
CPU
两个外 部引脚
SCI模块
3.3V TTL 电平
13个控制 寄存器
只能以 16位方 式访问
10
13.2 SCI的数据格式
SCI通信中，带有格式信息的数据字符称作一帧， 数 据格式包括：
一个开始位 1～8个数据位（通常为8位） 一个奇/偶校验位或无奇偶校验位 1～2个停止位 区分地址和数据的附加位（仅地址位模式时存在）
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计算机通信接口
7
F2812 SCI 通信模块
TX FIFO_0
TX FIFO_15
SCITXBUF
8
TXSHF
全双工
SCITXD
SCITXD
TX FIFO_0
TX FIFO_15
SCITXBUF
8
TXSHF
RXSHF
8
SCIRXBUF
16
CPU SCITXBUF
TXSHF SCITXD
发送
CPU SCIRXBUF
RXSHF SCIRXD
接收
SCI的中断
SCI通信过程可以使用中断方式或查询方式控制接收器和发送 器的工作；
共3个中断源，发送器1个，接收器2个（接收/间断公用、接收 错误中断）
发送器和接收器有独立的中断使能位(TX INT ENA、RX/BK INT、 RX ERR). 当中断被屏蔽时，但标志位仍然有效，可以反映发送 和接收状态；
机械连接：25针，9针 电气方面：采用负逻辑电平：－5V～－15V
＋5V～＋15V
规定为逻辑 “1” 规定为逻辑 “0”
30
RS-232接口的硬件连接
RS232的信号定义： TXD/RXD : 是一对数据线，TXD称发送数据输出，RXD称接收数据输入，当 两台计算机以全双工方式直接通信时，双方的这两根线应交叉连接。 GND: 所有的信号都要通过信号地线构成回路。
2）只要SCITXBUF中数据传送到TXSHF中，就会产生发送器中断；
3）该操作将TXRDY置位（SCICTL2.7），表示CPU可以继续写 数据。
2、接收器/间断中断：
如果置位RX/BK INT ENA (SCICTL2.1), 则下列条件之一产生接 收器中断：
1）SCI接收到一个完整的帧，并将RXSHF中的数据送SCIRXBUF， 就会产生接收器中断，同时将RXRDY置位（SCICTL2.6）；
13.3.1 SCI的16级FIFO缓冲
复位：上电复位时，工作在标准SCI模式，禁止FIFO功能。 FIFO的寄存器SCIFFTX、SCIFFRX和SCIFFCT都被禁止。
标准SCI ：标准F24x SCI模式，TXINT/RXINT中断作为 SCI的中断源。
FIFO使能：通过将SCIFFTX寄存器中的SIFFEN位置1， 使能FIFO模式。
错误标志位不能被直接清除，只能通过软件复位或系统复位来清除。
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SCI的波特率计算
波特率：串行通信过程每秒钟传送的二进制脉冲数目，单 位: bit/s （位/秒） 串行时钟SCICLK由低速外设时钟LSPCLK和波特率选择寄 存器确定； SCI使用16位波特率选择寄存器，可以设定为64K种波特率；
串行通信：在一条传输线上一位一位地传送二进制信息。每 一个数据位占用一固定的时间长度。 特点：具有传输线少，成本低等优点，适合远距离传输；缺 点是速度慢。
0 1 0 1 源0 1 1 0
D0
0
1
0
1 0 目的
1
1
D7
0
T
并行通信
01101010
源
8T
目的
串行通信
串行通信技术分类
1 . 全双工方式、半双工方式和单工方式（数 据传送方向不同）
其余为联络（握手信号）信号线.
PC机1
RXD 2 TXD 3 GND 5 DCD 1 DTR 4 DSR 6 RTS 7 CTS 8
4）TXRDY变高后，程序写第二个字符到SCITXBUF，随后TXRDY又变低； 5）发送完第一个字符，开始将第二个字符移位到寄存器TXSHF；
6）TXENA＝0，禁止发送数据，SCI继续完成当前字符的发送；
7）第二个字符发送完成后，发送器变空，TXEMPTY＝1。
CPU
SCITXBUF
TXSHF
SCITXD
CPU SCIRXBUF
每个字符6个数据位
RXSHF
SCIRXD
地址位模式
15
通信过程中的发送器信号
3个数据位
地址位模式
1）TXENA＝1（SCICTL1.D1），使能发送器发送数据；
2）程序写数据到SCITXBUF寄存器，此时发送器不为空，TXRDY变低；
3）SCI发送数据到移位寄存器TXSHF后，产生中断请求，同时TXRDY变高；
SCITXBUF
8
TXSHF
RXSHF
8
SCIRXBUF
RX FIFO_0
SCIRXD
RX FIFO_15
SCI Device #1
SCIRXD
RXSHF
8
SCIRXBUF
RX FIFO_0
RX FIFO_15
SCI Device #2
13.3.2 SCI自动波特率检测
自动检测SCI通信的波特率，并刷新BSR寄存器。 通常两个CPU的波特率是确定的，SCI的自动波特率功能一
Baud-Select LSbyte Register (SCILBAUD) – 0x007053
7
6
5
4
3
2
1
0
BAUD7 BAUD6 BAUD5 BAUD4 BAUD3 BAUD2 BAUD1 BAUD0 (LSB)
SCI的波特率和PC串口的波特率有误差，通常波特率越高，误差越大。
13.3 SCI的增强功能
SCI baud rate =
LSPCLK
, BRR = 1 to 65535
(BRR + 1) x 8
LSPCLK 16
, BRR = 0
21
SCI的波特率计算
Baud-Select MSbyte Register (SCIHBAUD) – 0x007052
7பைடு நூலகம்
6
5
4
3
2
1
0
BAUD15 BAUD14 BAUD13 BAUD12 BAUD11 BAUD10 BAUD9 BAUD8 (MSB)
28
13.4 SCI接口应用
13.4.1 硬件设计 标准串行总线接口
RS-232标准 半双工RS485通信 全双工RS422通信 RS-232与RS485的电平比较 RS-232接口电路
RS-232C标准
计算机远程通信
DTE（Data Terminal Equipment）数据终端 DCE（Data Communications Equipment）数据通信装置
与RS232 格式兼容
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SCI数据格式的配置
SCIA的通信控制寄存器
STOP BITS：指定发送时停止位个数，0－1个停止位，1－2个停止位； EVEN/ODD PARITY：奇偶校验选择， 0－奇校验， 1－偶校验； PARITY ENALBE：校验使能， 0－禁止奇偶校验，1－允许奇偶校验； LOOPBACK ENA：环路测试模式使能，1－TX数据内部送Rx，0－禁止 ADDR/IDLE MODE：多处理器模式选择，0－空闲线模式，1－地址位模式 SCICHAR2~0：数据长度选择，1～8位数据（000－111）。
般不用。
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13.3.3 SCI多处理器通信
在同一条串行连线上，多处理器通信模式允许一个处理器 (主机)向串行线上其它处理器（从机）发送数据。 一条串行线上每刻只能有一个节点发送数据（发送使能控 制），但可以多个节点同时接收数据。 根据地址信息识别方法的不同，多处理器通信方式分为空 闲线模式和地址位模式。
13.3.1 SCI的16级FIFO缓冲
缓冲：
标准SCI模式下：发送只有发送缓冲器SCITXBUF，接 收只有接收缓冲器SCIRXBUF。
FIFO模式下：发送和接收缓冲器增加了2个16级的 FIFO，发送FIFO寄存器是8位宽，接收FIFO寄存器是 10位宽。
标准SCI的一个字的发送缓冲器SCITXBUF作为发送 FIFO和移位寄存器TXSHF间的缓冲器。只有移位寄存 器的最后一位被移出后， SCITXBUF才从发送FIFO加 载CPU写好的需要发送的数据。
2）间断检测条件发生（在一个缺少的停止位后，SCIRX保持10 周期的低电平）。该操作将BRKDT置位，并产生中断。
19
SCI的中断（续）
3、 在接收器错误中断服务子程序中，可以检测错误条件： 1）FE：当检测不到一个期望的停止位时，帧错误标志置位； 2）OE：在前一个字符被CPU读取前，有新的字符送到 SCIRXBUF中时，置位超时错误标志，此时前一个字符被覆盖； 3）PE：当接受字符中1的个数和它的奇偶校验位之间不匹配时 （含地址位），且校验模式被使能时，奇偶校验错误标志置位。
第13章 串行通信接口（SCI）
13.1 SCI接口特点 13.2 SCI数据格式 13.3 SCI增强功能 13.4 SCI接口应用 13.5 接收发送数据
1
计算机通信概述
计算机间或计算机与外部设备间交换信息，称为计算机通信。
计算机通信方式：1）串行通信；2）并行通信。
并行通信：各位数据都是并行传输的，它以字节（或字）为 单位与I/O设备或被控对象进行数据交换。一般包括8条数据 线，几条控制线和状态线。例如XINTF、并行打印机接口等。 特点：传输速度快；硬件开销大；只适合近距离传输。
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SCI通信格式
1） 4个SCICLK周期的连续低电平表示有效的起始位； 2） 接收器收到1个起始位后开始接收数据； 3） 每个串行数据位占用8个SCICLK时钟周期； 4） 在随后的各位中进行三次采样(4、5、6)确定该位电平； 5）串口两端的接收/发送器分别使用各自的时钟(异步方式)。
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通信过程中的接收器信号
RX FIFO_0
SCIRXD
RX FIFO_15
SCI Device #1
SCIRXD
RXSHF
8
SCIRXBUF
RX FIFO_0
RX FIFO_15
SCI Device #2
13.1 SCI接口的特点
串行通信接口（SCI－Serial Communication Interface） F2812包含两个SCI接口，记做SCIA和SCIB SCI是一种异步串行通信接口，即通常所说的UART SCI支持16级接收和发送FIFO，有助于减少CPU的开销 如果不使用FIFO时，SCI接收器和发送器采用两级缓冲方式 SCI可工作于半双工或全双工模式（RS485/422） 两种多处理器通信模式：空闲线与地址位多处理器模式 为保证数据的完整性，SCI模块对接收到的数据可以进行间 断、奇偶、超限和帧错误检测。
1）置RXENA＝1（SCICTL1.D0），使能接收器接收数据； 2）数据到达SCIRXD引脚后，检测起始位（SCI自动实现）； 3）数据从RXSHF寄存器移位到接收缓冲寄存器（SCIRXBUF），
产生一个中断请求，同时接收器数据准备好标志RXRDY＝1； 4）用户程序读取SCIRXBUF寄存器，标志位RXRDY自动清零； 5）数据的下一个字符到达SCIRXD引脚，检测到起始位； 6）RXENA=0，禁止接收数据。继续向RXSHF装载数据，但不送入SCIRXBUF。
串行通信技术分类
2. 同步通信、异步通信（收发双方是否使用同一时 钟）
同步通信:发送器和接收器通常使用同一时钟源来同步。方法 是在发送器发送数据时同时包含了时钟信号，接收器利用该 时钟信号进行接收。 下一章介绍SPI，是一种同步串口。
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异步通信：收发双方的时钟不是同一个时钟，是由双方各自 的时钟实现数据的发送和接收。但要求双方使用同一标称频 率，允许有一定偏差。 异步通信的同步方法：要正确传输字符，准确读取每一位是 必须用各自的时钟同步的，为克服不同时钟的偏差，每个字 符都有一个起始位进行同步。
FIFO模式下，SCITXBUF将不被使用，发送移位寄存 器TXSHF将直接从FIFO加载需要发送的数据，而且加 载数据的速度可编程。
F2812 SCI 通信模块
TX FIFO_0
TX FIFO_15
SCITXBUF
8
TXSHF
全双工
SCITXD
SCITXD
TX FIFO_0
TX FIFO_15
发送器有一个SCITXBUF空标志(TXRDY＝1)，接收器有3个中 断标志：
1）接收器数据准备好(RXRDY＝1)；
2）接收器错误标志位(RX ERROR＝1)；
3）如果SCIRXD引脚连续保持至少10个低电平，则产生一个间
断条件（ BRKDT ＝1）。
18
SCI的中断（续）
1、发送器中断：
1）置位TX INT ENA（SCICTL2.0）；
9
SCI与CPU间的接口
CPU
两个外 部引脚
SCI模块
3.3V TTL 电平
13个控制 寄存器
只能以 16位方 式访问
10
13.2 SCI的数据格式
SCI通信中，带有格式信息的数据字符称作一帧， 数 据格式包括：
一个开始位 1～8个数据位（通常为8位） 一个奇/偶校验位或无奇偶校验位 1～2个停止位 区分地址和数据的附加位（仅地址位模式时存在）