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上海正偉之串行通訊上海正偉數字技術有限公司

串行通訊的基本概念：與外界的信息交換稱為通訊。基本的通訊方式有并行通訊和串行通訊兩種。　　　一條信息的各位數據被同時傳送的通訊方式稱為并行通訊。并行通訊的特點是：各數據位同時傳送，傳送速度快、效率高，但有多少數據位就需多少根數據線，因此傳送成本高，且只適用于近距離（相距數米）的通訊。　　一條信息的各位數據被逐位按順序傳送的通訊方式稱為串行通訊。串行通訊的特點是：數據位傳送，傳按位順序進行，最少只需一根傳輸線即可完成，成本低但送速度慢。串行通訊的距離可以從幾米到幾千米。　　根據信息的傳送方向，串行通訊可以進一步分為單工、半雙工和全雙工三種。信息只能單向傳送為單工；信息能雙向傳送但不能同時雙向傳送稱為半雙工；信息能夠同時雙向傳送則稱為全雙工。　　串行通訊又分為異步通訊和同步通訊兩種方式。在單片機中，主要使用異步通訊方式。　　 MCS_51單片機有一個全雙工串行口。全雙工的串行通訊只需要一根輸出線和一根輸入線。數據的輸出又稱發送數據（TXD），數據的輸入又稱接收數據（RXD）。串行通訊中主要有兩個技術問題，一個是數據傳送、另一個是數據轉換。數據傳送主要解決傳送中的標準、格式及工作方式等問題。數據轉換是指數據的串并行轉換。具體說，在發送端，要把并行數據轉換為串行數據；而在接收端，卻要把接收到的串行數據轉換為并行數據。　　在串行通信中，數據通常是在兩個站（如終端和微機）之間進行傳送，按照數據流的方向可分成三種基本的傳送方式：全雙工、半雙工、和單工。但單工目前已很少采用，下面僅介紹前兩種方式。　　1、全雙工方式（full duplex）　　當數據的發送和接收分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送時，通信雙方都能在同一時刻進行發送和接收操作，這樣的傳送方式就是全雙工制，如圖1所示。在全雙工方式下，通信系統的每一端都設置了發送器和接收器，因此，能控制數據同時在兩個方向上傳送。全雙工方式無需進行方向的切換，因此，沒有切換操作所產生的時間延遲，這對那些不能有時間延誤的交互式應用（例如遠程監測和控制系統）十分有利。這種方式要求通訊雙方均有發送器和接收器，同時，需要2根數據線傳送數據信號。（可能還需要控制線和狀態線，以及地線）。　　　　圖1 　　比如，計算機主機用串行接口連接顯示終端，而顯示終端帶有鍵盤。這樣，一方面鍵盤上輸入的字符送到主機內存；另一方面，主機內存的信息可以送到屏幕顯示。通常，往鍵盤上打入1個字符以后，先不顯示，計算機主機收到字符后，立即回送到終端，然后終端再把這個字符顯示出來。這樣，前一個字符的回送過程和后一個字符的輸入過程是同時進行的，即工作于全雙工方式。　　　2、半雙式方式（half duplex）　　若使用同一根傳輸線既作接收又作發送，雖然數據可以在兩個方向上傳送，但通信雙方不能同時收發數據，這樣的傳送方式就是半雙工制，如圖2所示。采用半雙工方式時，通信系統每一端的發送器和接收器，通過收/發開關轉接到通信線上，進行方向的切換，因此，會產生時間延遲。收/發開關實際上是由軟件控制的電子開關。　　　　圖2 　　當計算機主機用串行接口連接顯示終端時，在半雙工方式中，輸入過程和輸出過程使用同一通路。有些計算機和顯示終端之間采用半雙工方式工作，這時，從鍵盤打入的字符在發送到主機的同時就被送到終端上顯示出來，而不是用回送的辦法，所以避免了接收過程和發送過程同時進行的情況。　　目前多數終端和串行接口都為半雙工方式提供了換向能力，也為全雙工方式提供了兩條獨立的引腳。在實際使用時，一般并不需要通信雙方同時既發送又接收，像打印機這類的單向傳送設備，半雙工甚至單工就能勝任，也無需倒向。>

狀　態：離線

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