計(jì)算機(jī)串行通信分類
發(fā)布時(shí)間:2008/11/13 0:00:00 訪問次數(shù):1137
串行通信時(shí)數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的,只用很少幾根通信線,串行傳送的速率低,但傳送的距離可以很長,因此串行適用于長距離而速率要求不高的場(chǎng)合。在plc網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)絕大多數(shù)采用串行方式。
從通信雙方信息的交互方式看,串行通信方式可以有以下3種:
。1)單工通信。只有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。
。2)半雙工通信。通信雙方都可以發(fā)送(接收)信息,但不能同時(shí)雙向發(fā)送。半雙工通信線路簡單,有兩條通信線就行了,這種方式得到了廣泛應(yīng)用。
。3)全雙工通信。通信雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息,雙方的發(fā)送與接收裝置同時(shí)工作。全雙工通信的效率最高,但控制相對(duì)復(fù)雜一些,系統(tǒng)造價(jià)也較高。通信線至少3條(其中一條為信號(hào)地線),或4條(無信號(hào)地線)。
單工通信不能實(shí)現(xiàn)雙方交流信息,故在plc網(wǎng)絡(luò)中極少使用。而半雙工及全雙工通信可實(shí)現(xiàn)雙方數(shù)據(jù)傳送,故在plc網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用很多。
串行通信中,傳輸速率用每秒中傳送的位數(shù)(位/秒)來表示,稱之為波特率(bps,用b/s表示)。常用的標(biāo)準(zhǔn)波特率有300b/s、600b/s、1200b/s、2400b/s、4800b/s、9600b/s和19200 b/s等。
申行通信又分成兩大類同步串行通信和異步串行通信。
。1)異步串行通信。異步串行通信數(shù)據(jù)格式如圖所示。其中,第1位為起始位(低電平“0”),第2~8位為7位數(shù)據(jù)(字符),第9位為數(shù)據(jù)位的奇或偶校驗(yàn)位,第10~11位為停止位(高電平“1”)。停止位可以用1位、1.5位或2位脈寬來表示。因此,一幀信息由10位、10.5位或11位構(gòu)成。
異步傳輸就是按照上述約定好的固定格式,一幀一幀地傳送。由于每個(gè)字符都要用起始位和停止位作為字符開始和結(jié)束的標(biāo)志,因而傳送效率低,主要用于中、低速通信的場(chǎng)合。
起始位實(shí)際上是作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)附加進(jìn)來的,當(dāng)它變?yōu)榈碗娖綍r(shí),告訴收方傳送開始。它的到來,表示下面接著是數(shù)據(jù)位來了,要準(zhǔn)備接收。而停止位標(biāo)志一個(gè)字符的結(jié)束,它的出現(xiàn),表示一個(gè)字符傳送完畢。這樣就為通信雙方提供了何時(shí)開始收發(fā),何時(shí)結(jié)束的標(biāo)志。傳送開始前,發(fā)收雙方把所采用的起止式格式(包括字符的數(shù)據(jù)位長度,停止位位數(shù),有無校驗(yàn)位以及是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)等)和數(shù)據(jù)傳輸速率作統(tǒng)一規(guī)定。傳送開始后,接收設(shè)各不斷地檢測(cè)傳輸線,看是否有起始位到來。當(dāng)收到一系列的“1”(停止位或空閑位)之后,檢測(cè)到一個(gè)下跳沿,說明起始位出現(xiàn),起始位經(jīng)確認(rèn)后,就開始接收所規(guī)定的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位以及停止位。經(jīng)過處理將停止位去掉,把數(shù)據(jù)位拼裝成一個(gè)并行字節(jié),并且經(jīng)校驗(yàn)后,無奇偶錯(cuò)才算正確地接收一個(gè)字符。一個(gè)字符接收完畢,接收設(shè)各又繼續(xù)測(cè)試傳輸線,監(jiān)視“0”電平的到來和下一個(gè)字符的開始,直到全部數(shù)據(jù)傳送完畢。
為了確保傳送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤,常在傳送過程中進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè),避免不正確數(shù)據(jù)被誤用。奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn)crc是數(shù)據(jù)通信時(shí)常用的兩種檢錯(cuò)方法,廣泛應(yīng)用于plc網(wǎng)絡(luò)中。
奇偶校驗(yàn)可以檢驗(yàn)單個(gè)字符的錯(cuò)。發(fā)送端在每個(gè)字符的最高位之后附加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。這個(gè)校驗(yàn)位可為“1”或“0”,以便保證整個(gè)字符為“1”的位數(shù)是奇數(shù)(稱奇校驗(yàn))或偶數(shù)(稱偶校驗(yàn))。發(fā)送端按照奇或偶校驗(yàn)的原則編碼后,以字符為單位發(fā)送,接收端按照相同的原則檢查收到的每個(gè)字符中“1”的位數(shù),如果為奇校驗(yàn),發(fā)送端發(fā)出的每個(gè)字符中“1”的位數(shù)為奇數(shù),若接收端收到的字符中“1”的位數(shù)也為奇數(shù),則傳輸正確,否則傳輸錯(cuò)誤。偶校驗(yàn)方法類似,不再贅述。
crc校驗(yàn)以二進(jìn)制信息的多項(xiàng)式表示為基礎(chǔ)。它的基本思想是,在發(fā)送端給信息報(bào)文加上crc校驗(yàn)位,構(gòu)成一個(gè)特定的待傳報(bào)文,使它所對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式能被一個(gè)事先指定的多項(xiàng)式除盡。這個(gè)指定的多項(xiàng)式叫作生成多項(xiàng)式g(x)。g(x)由發(fā)送方和接受方共同約定。接受方收到報(bào)文后,用g(x)來檢查收到的報(bào)文。如果用g(x)去除收到的報(bào)文多項(xiàng)式,可以除盡就表示傳輸無誤,否則說明收到的報(bào)文不正確。
crc校驗(yàn)具有很強(qiáng)的檢錯(cuò)能力,并可以用集成芯片電路實(shí)現(xiàn),是目前計(jì)算機(jī)通信中使用最普遍的校驗(yàn)碼之一。plc網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用crc校驗(yàn)碼。
由上述工作過程可看到,異步通信是按字符傳輸?shù),每傳輸一個(gè)字符,就用起始位來通知收方,以此來重新核對(duì)收發(fā)雙方同步。若接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)各兩者的時(shí)鐘頻率略有偏差,這也不會(huì)因偏差的累積而導(dǎo)致錯(cuò)位,加之字符之間的空閑位也為這種偏差提供一種緩沖,所以異步串行通信的可靠性高。但由于要在每個(gè)字符的前后加上起始位和停止位這樣一些附加位,使得傳輸效率變低了,只有約80%。因此,起止協(xié)議一般用在數(shù)據(jù)速率較慢的場(chǎng)合(小于19.2kb/s)。在高速傳送時(shí),一般要采用同步協(xié)議。
(2)同步傳輸。同步傳輸時(shí),用1個(gè)或2個(gè)同步字符表示傳送過程
串行通信時(shí)數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的,只用很少幾根通信線,串行傳送的速率低,但傳送的距離可以很長,因此串行適用于長距離而速率要求不高的場(chǎng)合。在plc網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)絕大多數(shù)采用串行方式。
從通信雙方信息的交互方式看,串行通信方式可以有以下3種:
。1)單工通信。只有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。
。2)半雙工通信。通信雙方都可以發(fā)送(接收)信息,但不能同時(shí)雙向發(fā)送。半雙工通信線路簡單,有兩條通信線就行了,這種方式得到了廣泛應(yīng)用。
。3)全雙工通信。通信雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息,雙方的發(fā)送與接收裝置同時(shí)工作。全雙工通信的效率最高,但控制相對(duì)復(fù)雜一些,系統(tǒng)造價(jià)也較高。通信線至少3條(其中一條為信號(hào)地線),或4條(無信號(hào)地線)。
單工通信不能實(shí)現(xiàn)雙方交流信息,故在plc網(wǎng)絡(luò)中極少使用。而半雙工及全雙工通信可實(shí)現(xiàn)雙方數(shù)據(jù)傳送,故在plc網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用很多。
串行通信中,傳輸速率用每秒中傳送的位數(shù)(位/秒)來表示,稱之為波特率(bps,用b/s表示)。常用的標(biāo)準(zhǔn)波特率有300b/s、600b/s、1200b/s、2400b/s、4800b/s、9600b/s和19200 b/s等。
申行通信又分成兩大類同步串行通信和異步串行通信。
(1)異步串行通信。異步串行通信數(shù)據(jù)格式如圖所示。其中,第1位為起始位(低電平“0”),第2~8位為7位數(shù)據(jù)(字符),第9位為數(shù)據(jù)位的奇或偶校驗(yàn)位,第10~11位為停止位(高電平“1”)。停止位可以用1位、1.5位或2位脈寬來表示。因此,一幀信息由10位、10.5位或11位構(gòu)成。
異步傳輸就是按照上述約定好的固定格式,一幀一幀地傳送。由于每個(gè)字符都要用起始位和停止位作為字符開始和結(jié)束的標(biāo)志,因而傳送效率低,主要用于中、低速通信的場(chǎng)合。
起始位實(shí)際上是作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)附加進(jìn)來的,當(dāng)它變?yōu)榈碗娖綍r(shí),告訴收方傳送開始。它的到來,表示下面接著是數(shù)據(jù)位來了,要準(zhǔn)備接收。而停止位標(biāo)志一個(gè)字符的結(jié)束,它的出現(xiàn),表示一個(gè)字符傳送完畢。這樣就為通信雙方提供了何時(shí)開始收發(fā),何時(shí)結(jié)束的標(biāo)志。傳送開始前,發(fā)收雙方把所采用的起止式格式(包括字符的數(shù)據(jù)位長度,停止位位數(shù),有無校驗(yàn)位以及是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)等)和數(shù)據(jù)傳輸速率作統(tǒng)一規(guī)定。傳送開始后,接收設(shè)各不斷地檢測(cè)傳輸線,看是否有起始位到來。當(dāng)收到一系列的“1”(停止位或空閑位)之后,檢測(cè)到一個(gè)下跳沿,說明起始位出現(xiàn),起始位經(jīng)確認(rèn)后,就開始接收所規(guī)定的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位以及停止位。經(jīng)過處理將停止位去掉,把數(shù)據(jù)位拼裝成一個(gè)并行字節(jié),并且經(jīng)校驗(yàn)后,無奇偶錯(cuò)才算正確地接收一個(gè)字符。一個(gè)字符接收完畢,接收設(shè)各又繼續(xù)測(cè)試傳輸線,監(jiān)視“0”電平的到來和下一個(gè)字符的開始,直到全部數(shù)據(jù)傳送完畢。
為了確保傳送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤,常在傳送過程中進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè),避免不正確數(shù)據(jù)被誤用。奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余校驗(yàn)crc是數(shù)據(jù)通信時(shí)常用的兩種檢錯(cuò)方法,廣泛應(yīng)用于plc網(wǎng)絡(luò)中。
奇偶校驗(yàn)可以檢驗(yàn)單個(gè)字符的錯(cuò)。發(fā)送端在每個(gè)字符的最高位之后附加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。這個(gè)校驗(yàn)位可為“1”或“0”,以便保證整個(gè)字符為“1”的位數(shù)是奇數(shù)(稱奇校驗(yàn))或偶數(shù)(稱偶校驗(yàn))。發(fā)送端按照奇或偶校驗(yàn)的原則編碼后,以字符為單位發(fā)送,接收端按照相同的原則檢查收到的每個(gè)字符中“1”的位數(shù),如果為奇校驗(yàn),發(fā)送端發(fā)出的每個(gè)字符中“1”的位數(shù)為奇數(shù),若接收端收到的字符中“1”的位數(shù)也為奇數(shù),則傳輸正確,否則傳輸錯(cuò)誤。偶校驗(yàn)方法類似,不再贅述。
crc校驗(yàn)以二進(jìn)制信息的多項(xiàng)式表示為基礎(chǔ)。它的基本思想是,在發(fā)送端給信息報(bào)文加上crc校驗(yàn)位,構(gòu)成一個(gè)特定的待傳報(bào)文,使它所對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式能被一個(gè)事先指定的多項(xiàng)式除盡。這個(gè)指定的多項(xiàng)式叫作生成多項(xiàng)式g(x)。g(x)由發(fā)送方和接受方共同約定。接受方收到報(bào)文后,用g(x)來檢查收到的報(bào)文。如果用g(x)去除收到的報(bào)文多項(xiàng)式,可以除盡就表示傳輸無誤,否則說明收到的報(bào)文不正確。
crc校驗(yàn)具有很強(qiáng)的檢錯(cuò)能力,并可以用集成芯片電路實(shí)現(xiàn),是目前計(jì)算機(jī)通信中使用最普遍的校驗(yàn)碼之一。plc網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用crc校驗(yàn)碼。
由上述工作過程可看到,異步通信是按字符傳輸?shù),每傳輸一個(gè)字符,就用起始位來通知收方,以此來重新核對(duì)收發(fā)雙方同步。若接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)各兩者的時(shí)鐘頻率略有偏差,這也不會(huì)因偏差的累積而導(dǎo)致錯(cuò)位,加之字符之間的空閑位也為這種偏差提供一種緩沖,所以異步串行通信的可靠性高。但由于要在每個(gè)字符的前后加上起始位和停止位這樣一些附加位,使得傳輸效率變低了,只有約80%。因此,起止協(xié)議一般用在數(shù)據(jù)速率較慢的場(chǎng)合(小于19.2kb/s)。在高速傳送時(shí),一般要采用同步協(xié)議。
。2)同步傳輸。同步傳輸時(shí),用1個(gè)或2個(gè)同步字符表示傳送過程
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