5.1.3?同步通信和異步通信
一、同步通信和異步通信
串行通信可以分為兩種類(lèi)型，一種叫同步通信，另一種叫異步通信。
同步通信方式，是把許多字符組成一個(gè)信息組，這樣，字符可以一個(gè)接一個(gè)地傳輸，但是，在每組信息(通常稱為信息幀)的開(kāi)始要加上同步字符，在沒(méi)有信息要傳輸時(shí)，要填上空字符，因?yàn)橥絺鬏敳辉试S有間隙。同步方式下，發(fā)送方除了發(fā)送數(shù)據(jù)，還要傳輸同步時(shí)鐘信號(hào)，信息傳輸?shù)碾p方用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)確定傳輸過(guò)程中每1位的位置。見(jiàn)右圖5.2所示。
圖5.2?同步通信示意圖
在異步通信方式中，兩個(gè)數(shù)據(jù)字符之間的傳輸間隔是任意的，所以，每個(gè)數(shù)據(jù)字符的前后都要用一些數(shù)位來(lái)作為分隔位。
從圖5.2中可以看到，按標(biāo)準(zhǔn)的異步通信數(shù)據(jù)格式（叫做異步通信幀格式），1個(gè)字符在傳輸時(shí)，除了傳輸實(shí)際數(shù)據(jù)字符信息外，還要傳輸幾個(gè)外加數(shù)位。具體說(shuō)，在1個(gè)字符開(kāi)始傳輸前，輸出線必須在邏輯上處于“1”狀態(tài)，這稱為標(biāo)識(shí)態(tài)。傳輸一開(kāi)始，輸出線由標(biāo)識(shí)態(tài)變?yōu)椤?”狀態(tài)，從而作為起始位。起始位后面為5～8個(gè)信息位，信息位由低往高排列，即先傳字符的低位，后傳字符的高位。信息位后面為校驗(yàn)位，校驗(yàn)位可以按奇校驗(yàn)設(shè)置，也可以按偶校驗(yàn)設(shè)置，或不設(shè)校驗(yàn)位。最后是邏輯的“1”作為停止位，停止位可為1位、1.5位或者2位。如果傳輸完1個(gè)字符以后，立即傳輸下一個(gè)字符，那么，后一個(gè)字符的起始位便緊挨著前一個(gè)字符的停止位了，否則，輸出線又會(huì)進(jìn)入標(biāo)識(shí)態(tài)。在異步通信方式中，發(fā)送和接收的雙方必須約定相同的幀格式，否則會(huì)造成傳輸錯(cuò)誤。在異步通信方式中，發(fā)送方只發(fā)送數(shù)據(jù)幀，不傳輸時(shí)鐘，發(fā)送和接收雙方必須約定相同的傳輸率。當(dāng)然雙方實(shí)際工作速率不可能絕對(duì)相等，但是只要誤差不超過(guò)一定的限度，就不會(huì)造成傳輸出錯(cuò)。圖5.3是異步通信時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。
圖5.3?異步通信示意圖
比較起來(lái)，在傳輸率相同時(shí)，同步通信方式下的信息有效率要比異步方式下的高，因?yàn)橥椒绞较碌姆菙?shù)據(jù)信息比例比較小。
二、傳輸率
所謂傳輸率就是指每秒傳輸多少位，傳輸率也常叫波特率。在計(jì)算機(jī)中，每秒傳輸多少位和波特率的含義是完全一致的，但是，在最初的定義上，每秒傳輸多少位和波特率是不同的，前者是指每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)位是多少，而波特率是指每秒鐘傳輸?shù)碾x散信號(hào)的數(shù)目。所謂離散信號(hào)，就是指不均勻的、不連續(xù)的也不相關(guān)的信號(hào)。在計(jì)算機(jī)里，只允許高電平和低電平兩種離散信號(hào)，它們分別表示l和0，于是，造成了波特率與每秒傳輸數(shù)位這兩者的吻合。但在其他一些場(chǎng)合，就未必如此。比如，采用脈沖調(diào)制時(shí)，可以允許取4種相位，而每種相位代表2個(gè)數(shù)位，這種情況下，按每秒傳輸多少位(bps)計(jì)算的傳輸率便是波特率的兩倍。
國(guó)際上規(guī)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)波特率系列，標(biāo)準(zhǔn)波特率也是最常用的波特率，標(biāo)準(zhǔn)波特率系列為110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、19200..．．．．。
大多數(shù)接口的波特率可以通過(guò)編程來(lái)指定。
作為例子，我們可以考慮這樣一個(gè)異步傳輸過(guò)程：設(shè)每個(gè)字符對(duì)應(yīng)1個(gè)起始位、7個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)奇／偶校驗(yàn)位和1個(gè)停止位，如果波特率為1200，那么，每秒鐘能傳輸?shù)淖畲笞址麛?shù)為1200／10＝120個(gè)。?
作為比較，我們?cè)賮?lái)看一個(gè)同步傳輸?shù)睦印＜偃缫灿?200的波特率工作，每個(gè)字符為7位，用4個(gè)同步字符作為信息幀頭部，但不用奇／偶校驗(yàn)，那么，傳輸100個(gè)字符所用的時(shí)間為7×（100＋4）/1200＝0.6067，這就是說(shuō)，每秒鐘能傳輸?shù)淖址麛?shù)可達(dá)到100／0.6067＝165個(gè)。
三、異步通信的差錯(cuò)類(lèi)型
異步通信過(guò)程中，可能發(fā)生通信錯(cuò)，一般有3種錯(cuò)誤：
1、幀格式錯(cuò)：在應(yīng)該接收到停止位的時(shí)候，接收到邏輯的“0”，便產(chǎn)生幀格式錯(cuò)誤。
2、奇偶錯(cuò)：接收到的奇偶校驗(yàn)位錯(cuò)。
3、覆蓋錯(cuò)：通信接口接收到數(shù)據(jù)并存放到數(shù)據(jù)輸入寄存器中，但是CPU沒(méi)有及時(shí)來(lái)取，后面新接收的數(shù)據(jù)覆蓋了前面收到的數(shù)據(jù)，叫做覆蓋錯(cuò)。
發(fā)生幀格式錯(cuò)和奇偶錯(cuò)的原因可能為下面幾種：
◆?發(fā)送和接收雙方采用了不同的傳輸率，或雖然雙方約定了相同的傳輸率，但傳輸率不可能絕對(duì)相等。在通信的速率比較高的情況下，如果雙方的傳輸率誤差達(dá)到一定的程度，也會(huì)造成通信出錯(cuò)；
◆?通信雙方采用了不相同的幀格式；
◆?干擾。
