(海思生產(chǎn)部提供)
在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)中需要配備大量可以遠程通信的智能設(shè)備,其中部分智能設(shè)備的遠程通信是通過串口通信方式實現(xiàn)的。對于系統(tǒng)集成新手來說,了解什么是串口通信以及它是通過什么通信方式實現(xiàn)遠程相互連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖直匾?/font>
串行通信(Serial Communications)是一種可以將接受來自中央處理器(CPU)的并行數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為連續(xù)的串行數(shù)據(jù)流并發(fā)送出去,同時可將接受的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行的數(shù)據(jù)字符供給中央處理器的硬件電路。通常我們稱完成這種功能的電路為串行接口電路。
串行通信是按如下方式工作的:串口按位(bit)發(fā)送和接收字節(jié)。雖然這種工作方式比按字節(jié)(byte)的并行通信慢,但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù),且能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離通信。典型地,串口用于ASCII字符的傳輸。通信使用3根線完成,分別是地線、發(fā)送、接收。由于串口通信是異步的,端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手,但不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進行通信的端口,這些參數(shù)必須匹配才能實現(xiàn)相互通信。
a,通信波特率。波特率是一個衡量符號傳輸速率的參數(shù)。指的是信號被調(diào)制以后在單位時間內(nèi)的變化情況,即單位時間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù),如每秒鐘傳送240個字符,而每個字符格式包含10位(1個起始位,1個停止位,8個數(shù)據(jù)位),這時的波特率為240Bd,比特率為10位*240個/秒=2400bps。一般調(diào)制速率大于波特率,比如曼徹斯特編碼。通常電話線的波特率為14400,28800和36600。波特率可以遠遠大于這些值,由于傳輸線纜有電阻及分布電容特性造成的信號衰減作用,波特率和傳輸距離成反比。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通信,典型的例子就是GPIB設(shè)備的通信。
b,數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位是衡量通信中實際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計算機發(fā)送一個信息包,實際的數(shù)據(jù)不會是8位的,標準的值是6、7和8位。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。比如,標準的ASCII碼是0~127(7位)。擴展的ASCII碼是0~255(8位)。如果數(shù)據(jù)使用簡單的文本(標準 ASCII碼),那么每個數(shù)據(jù)包使用7位數(shù)據(jù)。每個包是指一個字節(jié),包括開始/停止位,數(shù)據(jù)位和奇偶校驗位。由于實際數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議的選取,術(shù)語“包”指任何通信的情況。
c,停止位。停止位用于表示單個包的最后一位。典型的值為1,1.5和2位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時的,并且每一個設(shè)備有其自己的時鐘,很可能在通信中兩臺設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束,并且提供計算機校正時鐘同步的機會。適用于停止位的位數(shù)越多,不同時鐘同步的容忍程度越大,但是數(shù)據(jù)傳輸率同時也越慢。
d,奇偶校驗位。奇偶校驗位在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式:偶、奇、高和低。當(dāng)然沒有校驗位也是可以的。對于偶和奇校驗的情況,串口會設(shè)置校驗位(數(shù)據(jù)位后面的一位),用一個值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如,如果數(shù)據(jù)是011,那么對于偶校驗,校驗位為0,保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個。如果是奇校驗,校驗位為1,這樣就有3個邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù),簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個位的狀態(tài),有機會判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數(shù)據(jù)是否不同步。