现场通信技术-串行通信技术

串行通信知识学习串行通信基础知识①并行通信两种通信方式:②串行通信并行通信并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。串行通信基础知识并行通信优缺点优点：并行通信控制简单、传输速度快；缺点：由于传输线较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。串行通信基础知识串行通信串行通信是双方按照一定时间节奏按位进行通信的方式。串行通信基础知识串行通信优缺点优点：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备；缺点：数据的传送控制比并行通信复杂。串行通信基础知识串行通信之异步通信同步通信异步通信

异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。

串行通信基础知识异步通信的特点：

不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。异步通信的数据格式串行通信基础知识串行通信之异步通信同步通信同步通信同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位同步关系，也保持字符同步关系。串行通信基础知识串行通信之信号的调制与解调

利用调制器（Modulator）把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器（Demodulator）把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器MODEM。串行通信基础知识串行通信基础知识串行通信知识小结

3.1.1串行通信知识学习

异步传输与同步传输

同步：通信过程中收、发双方必须在时间上保持同步,一方面码元之间要保持同步,另一方面由码元组成的字符或数据块之间在起止时间上也要保持同步。实现字符或数据块之间在起止时间上同步的常用方法有异步传输和同步传输两种。同步传输与异步传输的引入是为了解决串行数据传输中通信双方的码组或字符的同步问题。异步传输所谓“异步传输”：意指每次传输一个字符代码(5～8b)。传输时，在一个字符的前后均加上一个特殊的标志(称为起始位和终止位)，以标记字符的开始和结束，另外还要附加一位奇偶校验位，以实施简单的差错控制。异步传输的基本特点是：在通信的数据流中，字符内部各位间是同步的，而字符间是异步的。异步传输的数据格式奇偶校验码奇偶校验码是在原信息码后面附加一个监督码元，使得码组中“1“的个数是奇数或偶数。因此奇偶校验码可分为奇校验码和偶校验码。奇校验码:是在加入监督码后使每个代码中“1“的个数为奇数个；偶校验码:

是在加入监督码后使每个代码中“1”的个数为偶数个。如：信息码为10010101，则奇校验码为100101011

偶校验码为100101010监督码注意：若每个字符只采用一个奇偶校验位时，只能发现单个比特差错，如果有两个或两个以上比特出错，奇偶校验位无效；实现简单差错控制。同步传输同步传输：是以同步的时钟节拍来发送数据信号，在一个串行的数据流中，各信号码元之间的相对位置都是固定的（即同步的）。同步传输的基本特点是：在通信的数据流中，字符或码组间以及位与位之间是同步的。显然，这种通信方式对同步的要求很严格。但由于不需要对每一个字符单独加起、止码元作为识别字符的标志，只是在一串字符的前后加上标志序列，因此传输效率高，适合较高速率的数据通信系统。

同步传输和异步传输的数据格式…起始位数据(一个字符)奇偶校验位停止位起始位数据(一个字符)奇偶校验位停止位…(a)同步传输SYNSYN一个或多个数据字符数据字符差错控制(b)异步传输异步传输和同步传输的区别1.异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输。

2.异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧。

3.异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会，而同步传输则是从数据中抽取同步信息。

4.异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序。

5.异步传输相对于同步传输效率较低。同步：目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步，2种同步方法：外同步——发送端发送数据之前发送同步脉冲信号，接收方用接收到的同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。自同步——通过特殊编码（如曼彻斯特编码），使数据编码信号中包含同步信号，接收方从数据编码信号提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。复习数据（Data）：传递（携带）信息的实体。信息（Information）：是数据的内容或解释。信号（Signal）：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在介质中传播。数据在计算机中以“0”和“1”的形式存储。为了从一个地方传送到另一个地方（计算机内部或计算机外部），数据通常需要转换成数字信号。这一过程称为把数字数据编码成数字信号。一、非归零编码 用负电压代表逻辑0，用正电压代表逻辑1。当然也可以有其他的表示方法。

非归零编码的优点：简单、容易实现；缺点是接收方和发送方无法保持同步。 为了保证收、发双方同步，必须在发送NRZ码的同时，用另一个信道同时发送同步时钟信号。

二、标准曼彻斯特编码（Manchester） 由高电平跳变到低电平时，就表示数字信号1；每位由低电平跳变到高电平时，就表示数字信号0。

标准曼彻斯特编码中的中间电平跳跃，既代表数字信号的取值，也作为自带的时钟信号。因此，无需专门传递同步信号的线路，因此成本低。另外，降低了直流分量。

三、差分曼彻斯特编码 每个时钟周期的中间都有一次电平跳变，这个跳变做同步之用。 在每个时钟周期的起始处：跳边则说明该比特是0，不跳变则说明该比特是1。【注意】：如果在最初信号的时候，即第一个信号时：如果中间位电平从低到高，则表示0；如果中间位电平从高到低，则表示1；优点：收发双方可以根据编码自带的时钟信号来保持同步，无需专门传递同步信号的线路，因此成本低。缺点：实现技术复杂。下图中12位标准曼彻斯特编码的信号波