串行通信协议

Posted 2021-09-03

异步串行通信，会把有效数据拆分成若干个8个bit的片段，每个片段首位加上开始和结束bit以及校验bit组成数据帧，然后依次传送每个数据帧。优点是数据帧很短，对通信双方的时钟要求没那么高，通信双方使用两个不同的时钟，只要两个时钟的误差足够小即可。

同步串行通信，不会拆分有效数据，它在一大坨有效数据的两端加上开始和结束bit以及CRC校验的bit，一次性传送出去。由于单次发送的数据帧特别长，在漫长的传送过程中，通信双方的时钟误差不能造成解析错误，所以对时钟的要求特别高，一般通信双方使用同一个时钟。

异步串行通信保证帧内每个字符的间隔一致，帧间的间隔随意。
异步通信数据帧的第一位是开始位，在通信线上没有数据传送时处于逻辑\'1\'状态。当发送设备要发送一个字符数据时，首先发出一个逻辑“0”信号，这个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通信线传向接收设备，当接收设备检测到这个逻辑低电平后，就开始准备接收数据位信号。因此，起始位所起的作用就是表示字符传送开始。
当接收设备收到起始位后，紧接着就会收到数据位。数据位的个数可以是5，6，7或8位的数据。在字符数据传送过程中，数据位从最低位开始传输。数据发送完之后，可以发送奇偶校验位。奇偶校验位用于有限差错检测，通信双方在通信时需约定一致的奇偶校验方式。就数据传送而言，奇偶校验位是冗余位，但它表示数据的一种性质，这种性质用于检错，虽有限但很容易实现。在奇偶位或数据位之后发送的是停止位，可以是1位、1．5位或2位，停止位一直为逻辑\'1\'状态。停止位是一个字符数据的结束标志。
在异步通信中，字符数据一个一个地传送。在发送间隙，即空闲时，通信线路总是处于逻辑“1”状态，每个字符数据的传送均以逻辑“0”开始。

同步通信时，通信双方共用一个时钟，这是同步通信区分于异步通信的最显著的特点。在异步通信中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，以致占用了时间。所以在数据块传送时，为提高通信速度，常去掉这些标志，而采用同步通信。同步通信中，数据开始传送前用同步字符来指示（常约定1～2个），并由时钟来实现发送端和接收端的同步，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据，直到一块数据传送完毕。同步传送时，字符之间没有间隙，也不要起始位和停止位，仅在数据开始时用同步字符SYNC来指示。

同步位系统比异步位系统要实用高效。这个比较好理解，计算机对帧的处理比对字符要少的多，在传送相同大小的数据量的时候，计算机要对大量的字符进行开始与结束操作，帧则要少的多。同时同步位系统的下的网络效率也更高，因为每个字符都至少包含两位的开始结束信息，这个在数据量大的时候开销是很客观的。