秉火429笔记之十三 通信基本概念
目录
1. 串口通讯与并口通讯
2. 全双工、半双工及单工通讯
3. 同步通讯与异步通讯
4. 通信速率
1. 串口通讯与并口通讯
按数据传送的方式,通讯可分为串行通讯与并行通讯,串行通讯是指设备之间通过少量数据信号线(一般是8根以下),地线以及控制信号线,按数据位形式一位一位地传输数据的通讯方式。而并行通讯一般是指使用8、16、32及64根或更多的数据线进行传输的通讯方式。显而易见,因一次可传输多个数据位的数据 ,在数据传输速率相同的情况下,并行通讯传输的数据量要大得多,而串行通讯则可以节省数据线的硬件成本(特别是远距离时)以及PCB的布线面积。
特性 | 串口通讯 | 并口通讯 |
---|---|---|
通讯距离 | 较远 | 较近 |
抗干扰能力 | 较强 | 较弱 |
传输速率 | 较慢 | 较高 |
成本 | 较低 | 较高 |
由于并行传输对同步要求较高,且随着通讯速率的提高,信号干扰的问题会显著影响通讯性能,现在随着技术的发展,越来越多的应用场合采用高速率的串行差分传输。
2. 全双工、半双工及单工通讯
根据数据通讯的方向,通讯又分为全双工、半双工及单工通讯,它们主要以信道的方向来区分。
通讯方式 | 说明 |
---|---|
全双工 | 在同一时刻,两个设备之间可以同时收发数据,如电话 |
半双工 | 两个设备之间可以收发数据,但不能在同一时刻进行,如对讲机 |
单工 | 在任何时刻都只能进行一个方向的通讯,即一个固定为发送设备,另一个固定为接收设备,如电视、广播 |
3. 同步通讯与异步通讯
根据通讯的数据同步方式,又分为同步和异步两种,可以根据通讯过程中是否有使用到时钟信号进行简单的区分。
同步通信方式,是把许多字符组成一个信息组,这样,字符可以一个接一个地传输,但是,在每组信息(通常称为信息帧)的开始要加上同步字符,在没有信息要传输时,要填上空字符,因为同步传输不允许有间隙。同步方式下,发送方除了发送数据,还要传输同步时钟信号,信息传输的双方用同一个时钟信号确定传输过程中每1位的位置。如SPI/IIC
在异步通讯中不使用时钟信号进行数据同步,它们直接在数据信号中穿插一些同步用的信号位,或者把主体数据进行打包,以数据帧的格式传输数据。如UART
在异步通信方式中,两个数据字符之间的传输间隔是任意的,所以,每个数据字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。所以同步通讯的效率更高,但是同步通讯双方的时钟允许误差较小,而异步通讯双方的时钟允许误差较大。
4. 通信速率
衡量通讯性能的一个非常重要的参数就是通讯速率,通常以比特率(Bitrate)来表示,即每秒钟传输的二进制位数,单位为比特每秒(bit/s)。容易与比特率混淆的概念是“波特率”(Baudrate),它表示每秒钟传输了多少个码元。而码元是通讯信号调制的概念,通讯中常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字,这样的信号称为码元。如常见的通讯传输中,用0V表示数字0,5V表示数字1,那么一个码元可以表示两种状态0和1,所以一个码元等于一个二进制比特位,此时波特率的大小与比特率一致;如果在通讯传输中,有0V、2V、4V以及6V分别表示二进制数00、01、10、11,那么每个码元可以表示四种状态,即两个二进制比特位,所以码元数是二进制比特位数的一半,这个时候的波特率为比特率的一半。
【数据传输速率Rb】
数据传输速率,又称比特率,指每秒钟实际传输的比特数,是信息传输速率(传信率)的度量。单位为“比特每秒(bps)”。其计算公式为S=1/T。T为传输1比特数据所花的时间。
【波特率RB】
波特率,又称调制速率、传符号率(符号又称单位码元),指单位时间内载波参数变化的次数,可以以波形每秒的振荡数来衡量,是信号传输速率的度量。单位为“波特每秒(Bps)”, 不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息,所以它与比特率是不同的概念。
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