串行通信分类-单片机控制技术

按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为同步通信和异步通信两类。

1.同步通信

在同步通信中，发送器和接收器由同一个时钟源控制；而在异步通信中，每传输一帧字符都必须加上起始位和停止位，占用了传输时间，若要求传送数据量较大，速度就会慢得多。同步传输方式去掉了这些起始位和停止位，只在传输数据块时先送出一个同步头（字符）标志即可，如图8-2所示。

图8-2　同步通信帧的格式

同步传输方式比异步传输方式速度快，这是它的优势。但同步传输方式也有缺点，即它必须要用一个时钟来协调收发器的工作，所以它的设备也较复杂。

2.异步通信

在这种通信方式中，接收器和发送器有各自的时钟，它们的工作是非同步的。异步通信用一帧来表示一个字符，其内容是一个起始位，紧接着是若干个数据位，如图8-3所示。

图8-3　异步通信示意图

在异步通信中，数据通常是以字符为单位组成字符帧传送的。字符帧由发送端一帧一帧地发送，每一帧数据低位在前，高位在后，通过传输线被接收端一帧一帧地接收。发送端和接收端可以由各自独立的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟彼此独立，互不同步。在异步通信中，接收端是依靠字符帧格式来判断发送端是何时开始发送、何时结束发送的。字符帧和波特率（baud rate）是异步通信的两个重要指标。

（1）字符帧。(www.xing528.com)

字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四部分组成，如图8-4所示。

·起始位：位于字符帧开头，只占一位，为逻辑0低电平，用于向接收设备表示发送端开始发送一帧信息。

·数据位：紧跟起始位之后，用户根据情况可取5位、6位、7位或8位，低位在前、高位在后。

·奇偶校验位：位于数据位之后，仅占一位，用来表征串行通信中采用奇校验还是偶校验，由用户决定。

·停止位：位于字符帧最后，为逻辑1高电平。通常可取1位、1.5位或2位，用于向接收端表示一帧字符信息已经发送完，也为发送下一帧做准备。

图8-4　异步通信的字符帧格式

在串行通信中，两相邻字符帧之间可以没有空闲位，也可以有若干空闲位，这由用户来决定。图8-4（b）表示有3个空闲位的字符帧格式。

（2）波特率。

波特率为每秒钟传送二进制数码的位数，也叫比特数，单位为bit／s或bps，即位／秒。波特率用于表征数据传输的速度，波特率越高，数据传输速度越快。但波特率和字符的实际传输速率不同，字符的实际传输速率是每秒内所传字符帧的帧数，和字符帧格式有关。

异步通信的优点是不需要传送同步时钟，字符帧长度不受限制，故设备简单。缺点是字符帧中因包含起始位和停止位，从而降低了有效数据的传输速率。