串行通讯中的同步通讯和异步通讯 点击：1828 | 回复：9
发表于：2010-06-16 15:54:53
2楼
串行通讯中的同步通讯和异步通讯
说明：“通讯”和“通信”释义相差不大，“通信”含义更广而且也越来越多地被大家使用。由于本文涉及到的是电气设备之间的数据传输，因此选用了“通讯”称谓。
串行通讯是指设备与外设之间或者设备与设备之间数据的串行传送。使用串口通讯时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。串行通讯的数据是逐位传送的，发送方发送的每一位都具有因定的时间间隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。不仅如此，接收方还要确定一个信息组的开始和结束。为此，串行通讯对传送数据的格式作了严格的规定。不同的串行通讯方式具有不同的数据格式。
常用的两种基本串行通讯方式：同步通讯和异步通讯及其数据传送格式。同步通讯是通过程序识别同步字符来实现数据的发送和接收，异步通讯是通过程序识别起始字符再同步来实现数据的发送和接收。
1. 同步通讯
所谓同步通讯是指在约定的通讯速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相信始终保持一致(同步)，这就保证了通讯双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。
同步通讯把许多字符组成一个信息组，或称为信息帧，每帧的开始用同步字符来指示。由于绝大多数的应用场合下发送和接收的双方采用的都是同一时钟，所以在传送数据的同时还要传送时钟信号，以便接收方可以用时钟信号来确定每个信息位。同步通讯是一种连续串行传送数据的通讯方式，一次通讯只传送一帧信息。
这里的信息帧与异步通讯中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。它们均由同步字符、数据字符和校验字符(CRC)组成。其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。CRC(cyclic redundancy checks)的意思是循环冗余校验码。它用于检验在传输过程中是否出现错误，是保证传输可靠性的重要手段之一。
同步通讯要求在传输线路上始终保持连续的字符位流，若设备之间没有数据传输，则线路上要用专用的“空闲”字符或同步字符填充。
用于同步通讯的数据格式有多种：
A. 单同步格式：发送一帧数据仅使用一个同步字符。当接收端收到并识别出一个完整同步字符后，就连续接收数据。一帧数据结束，进行CRC校验。
格式为：同步字符 数据 CRC1 CRC2
B. 双同步字格式：利用两个同步字符进行同步。
格式为：同步字符1 同步字符2 数据 CRC1 CRC2
C. 同步数据链路控制(SDC)规程所规定的数据格式，用于同步通讯。
格式为：标志符01111110 地址符 8位数据 CRC1 CRC2 标志符01111110
D. 则是一种外同步方式所采用的数据格式。对这种方式，在发送的一帧数据中不包含同步字符。同步信号SYNC通过专门的控制线加到串行的接口上。当SYNC一到达，表明数据部分开始，接口就连续接收数据和CRC校验码。
格式为：数据场 CRC1 CRC2
E. 高级数据链路控制(HDLC)规程所规定的数据格式，用于同步通讯。
格式为：标志符01111110 地址符 8位控制符 8位数据 CRC1 CRC2 标志符01111110
同步通讯的优点是传送信息的位数几乎不受限制，通常一次通讯传的数据有几十到几千个字节，通讯效率较高。
同步通讯的缺点是要求在通讯中保持精确的同步时钟，即发送时钟和接收时钟保持严格的同步——这两个时钟源如果是独立的则必须保证高精度的同步，在发送一个信息帧内不得出现时钟信号的累积误差/错位。所以其发送器和接收器比较复杂，成本也较高，一般用于传送速率要求较高的场合。很常用的做法是2个设备采用同一个时钟源（晶振），但这对于不同厂家生产的设备，实现起来相当麻烦而且成本很高。
2. 异步通讯
异步通讯是指通讯中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。
在异步通讯中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。
异步通讯规定字符由起始位(startbit)、数据位(databit)、奇偶校验位(parity)和停止位(stopbit)组成。起始位表示一个字符的开始，接收方可用起始位使自己的接收时钟与数据同步。停止位则表示一个字符的结束。这种用起始位开始，停止位结束所构成的一串信息称为帧(frame)(注意：异步通讯中的“帧”与同步通讯中“帧”是不同的，异步通讯中的“帧”只包含一个字符，而同步通讯中“帧”可包含几十个到上千个字符)。在传送一个字符时，由一位低电平的起始位开始，接着传送数据位，数据位的位数为5~8。在传输时，按低位在前，高位在后的顺序传送。奇偶校验位用于检验数据传送的正确性，也可以没有，可由程序来指定。最后传送的是高电平的停止位，停止位可以是1位、1.5位或2位。停止位结束到下一个字符的起始位之间的空闲位要由高电平2来填充(只要不发送下一个字符，线路上就始终为空闲位)。
异步通讯中典型的帧格式是：1位起始位，7位(或8位)数据位(由低位到高位发送)，1位奇偶校验位，2位停止位。
接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑"0"(即字符帧起始位)时，确定发送端已开始发送数据，每当接收端收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符已经发送完毕。
异步通讯的优点是：每接收一个字符，接收方都要重新与发送方同步一次，所以接收端的同步时钟信号并不需要严格地与发送方同步，只要它们在一个字符的传输时间范围内能保持同步即可，这意味着时钟信号漂移的要求要比同步信号低得多，硬件成本也要低的多。
异步通讯的缺点是：异步传送一个字符，要增加大约20％的附加信息位，所以传送效率比较低。异步通讯方式简单可靠，也容易实现，故广泛地应用于各种通讯场合中。
说明：“通讯”和“通信”释义相差不大，“通信”含义更广而且也越来越多地被大家使用。由于本文涉及到的是电气设备之间的数据传输，因此选用了“通讯”称谓。
串行通讯是指设备与外设之间或者设备与设备之间数据的串行传送。使用串口通讯时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。串行通讯的数据是逐位传送的，发送方发送的每一位都具有因定的时间间隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。不仅如此，接收方还要确定一个信息组的开始和结束。为此，串行通讯对传送数据的格式作了严格的规定。不同的串行通讯方式具有不同的数据格式。
常用的两种基本串行通讯方式：同步通讯和异步通讯及其数据传送格式。同步通讯是通过程序识别同步字符来实现数据的发送和接收，异步通讯是通过程序识别起始字符再同步来实现数据的发送和接收。
1. 同步通讯
所谓同步通讯是指在约定的通讯速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相信始终保持一致(同步)，这就保证了通讯双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。
同步通讯把许多字符组成一个信息组，或称为信息帧，每帧的开始用同步字符来指示。由于绝大多数的应用场合下发送和接收的双方采用的都是同一时钟，所以在传送数据的同时还要传送时钟信号，以便接收方可以用时钟信号来确定每个信息位。同步通讯是一种连续串行传送数据的通讯方式，一次通讯只传送一帧信息。
这里的信息帧与异步通讯中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。它们均由同步字符、数据字符和校验字符(CRC)组成。其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。CRC(cyclic redundancy checks)的意思是循环冗余校验码。它用于检验在传输过程中是否出现错误，是保证传输可靠性的重要手段之一。
同步通讯要求在传输线路上始终保持连续的字符位流，若设备之间没有数据传输，则线路上要用专用的“空闲”字符或同步字符填充。
用于同步通讯的数据格式有多种：
A. 单同步格式：发送一帧数据仅使用一个同步字符。当接收端收到并识别出一个完整同步字符后，就连续接收数据。一帧数据结束，进行CRC校验。
格式为：同步字符 数据 CRC1 CRC2
B. 双同步字格式：利用两个同步字符进行同步。
格式为：同步字符1 同步字符2 数据 CRC1 CRC2
C. 同步数据链路控制(SDC)规程所规定的数据格式，用于同步通讯。
格式为：标志符01111110 地址符 8位数据 CRC1 CRC2 标志符01111110
D. 则是一种外同步方式所采用的数据格式。对这种方式，在发送的一帧数据中不包含同步字符。同步信号SYNC通过专门的控制线加到串行的接口上。当SYNC一到达，表明数据部分开始，接口就连续接收数据和CRC校验码。
格式为：数据场 CRC1 CRC2
E. 高级数据链路控制(HDLC)规程所规定的数据格式，用于同步通讯。
格式为：标志符01111110 地址符 8位控制符 8位数据 CRC1 CRC2 标志符01111110
同步通讯的优点是传送信息的位数几乎不受限制，通常一次通讯传的数据有几十到几千个字节，通讯效率较高。
同步通讯的缺点是要求在通讯中保持精确的同步时钟，即发送时钟和接收时钟保持严格的同步——这两个时钟源如果是独立的则必须保证高精度的同步，在发送一个信息帧内不得出现时钟信号的累积误差/错位。所以其发送器和接收器比较复杂，成本也较高，一般用于传送速率要求较高的场合。很常用的做法是2个设备采用同一个时钟源（晶振），但这对于不同厂家生产的设备，实现起来相当麻烦而且成本很高。
2. 异步通讯
异步通讯是指通讯中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。
在异步通讯中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。
异步通讯规定字符由起始位(startbit)、数据位(databit)、奇偶校验位(parity)和停止位(stopbit)组成。起始位表示一个字符的开始，接收方可用起始位使自己的接收时钟与数据同步。停止位则表示一个字符的结束。这种用起始位开始，停止位结束所构成的一串信息称为帧(frame)(注意：异步通讯中的“帧”与同步通讯中“帧”是不同的，异步通讯中的“帧”只包含一个字符，而同步通讯中“帧”可包含几十个到上千个字符)。在传送一个字符时，由一位低电平的起始位开始，接着传送数据位，数据位的位数为5~8。在传输时，按低位在前，高位在后的顺序传送。奇偶校验位用于检验数据传送的正确性，也可以没有，可由程序来指定。最后传送的是高电平的停止位，停止位可以是1位、1.5位或2位。停止位结束到下一个字符的起始位之间的空闲位要由高电平2来填充(只要不发送下一个字符，线路上就始终为空闲位)。
异步通讯中典型的帧格式是：1位起始位，7位(或8位)数据位(由低位到高位发送)，1位奇偶校验位，2位停止位。
接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑"0"(即字符帧起始位)时，确定发送端已开始发送数据，每当接收端收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符已经发送完毕。
异步通讯的优点是：每接收一个字符，接收方都要重新与发送方同步一次，所以接收端的同步时钟信号并不需要严格地与发送方同步，只要它们在一个字符的传输时间范围内能保持同步即可，这意味着时钟信号漂移的要求要比同步信号低得多，硬件成本也要低的多。
异步通讯的缺点是：异步传送一个字符，要增加大约20％的附加信息位，所以传送效率比较低。异步通讯方式简单可靠，也容易实现，故广泛地应用于各种通讯场合中。
发表于：2011-09-19 14:13:00
9楼
山东济南伦渠公司专业生产1:各种PLC编程电缆 人机编程电缆 PLC 人机 变频器 编程电缆
下载线 西门子MPI编程电缆 三菱编程电缆 TCP转换器 以太网转换器 调制解调器
2:专业生产rs232-rs485/422/can/lon/光纤/以太网转换器 隔离器 中继器 远程驱动器
串口扩展器 串口服务器 光纤 交换机 RS485转换器 协议转换器 接口转换器 串口转换器
3:光纤收发器 光纤转换器 光端机 光缆光纤MODEM 视频光端机 光纤转换器 光猫 光缆
4:安防报警 可燃气体报警器 有毒气体 汽车尾气报警器 智能小区
5:MODBUS数据采集模块 CANBUS数据采集系统 楼宇DCS系统 可视对讲系统 对讲门铃
6:无线传输 酒店饭店宾馆管理 无线呼叫系统 短信猫 门禁一卡通系统
7:成套仪表设备安装调试 自动化工程安装 DCS系统安装调试
8:MODBUS温湿度采集模块 CANBUS温湿度采集系统属精密网络型温湿度传感器，
可以设定通讯地址0-255和波特率1200-19200bps;可与组态软件 PLC等
提供RS485输出，供主机采集；通讯协议采用标准modbus协议；特价290元，
用于:粮库、气象站、温室大棚、档案馆、通讯机站、楼宇自控，实验室，。
9:豪克能量超声冲击疲劳应力消除设备 冲击枪 振动时效 增强疲劳强度。振动实效 震动时效
振动时效设备 振动时效装置
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