RS232串口通信资料
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➢PATA：
•并行线路的信号干扰。由于传统并行ATA采用并行的总线传输数据，必须要求 各个线路上数据同步，如果数据不能同步，就会出现反复读取数据，导致性能 的下降，甚至导致读取数据不稳定。 •采用排线设计的数据线，由于并排的高速信号在传输时，会在每条电缆的周围 产生微弱的电磁场，进而影响到其他数据线中的数据传递，还会因为线缆的长 度和电压的变化而不断变化，随着总线频率的提升，磁场的强度也越来越大，
➢串行数据传输： •节省传输线，尤其是在远程通信时，成本低。（抗干扰强） •数据传送效率低。
串行通信适合于远距离传送，可以从几米到数千公里。并行通信适合于 短距离、高速率的数据传送，通常传输距离小于30米。 利用调制解调技术，使现成的公共电话网系统为串行数据通信提供方便、 实用的通信线路。
并行硬盘（PATA） & 串行硬盘（SATA）
异步通信
➢异步通信： 在异步通行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。 ➢字符帧格式
面向字符的同步格式 ：
SYN SYN SOH 标题 STX
数据块
ETB/ETX 块校验
传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集（如ASCII码） 中的字符所组成。
图中帧头为1个或2个同步字符SYN（ASCII码为16H）。 SOH为序始字符（ASCII码为01H），表示标题的开始，标 题中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始 字符（ASCII码为02H），表示传送的数据块开始。数据块 是传送的正文内容，由多个字符组成。数据块后面是组终字 符ETB（ASCII码为17H）或文终字符ETX（ASCII码为 03H）。然后是校验码。
第1针发出数据、第2针接收数据、第3针向硬盘供电、第4针为地线。
并行通信 & 串行通信 特点
➢并行数据传输： •各数据位同时传输，传输速度快、效率高，多用在实时、快 速的场合；（抗干扰能力差）（电容特性）（高频受限） （距离） •并行传输的数据宽度可以是1~128位，甚至更宽，但是有多 少数据位就需要多少根数据线，因此传输的成本较高。
0 通信概述
通信是指计算机与外界的信息传输
在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变 化实现的。(电话线、同轴电缆以及无线传输除外）
两种数据通信方式：并行通信和串行通信
0.1 并行通信 & 串行通信
并行通信：如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传 输。（超市收银台） 串行通信：使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输， 每一位数据占据一个固定的时间长度。
乙
时钟
计 数据 0 1 1 0 1
计
算
算
机 数据+时钟
机
甲
乙
外同步
自同步（异或非 ）
同步帧格式
同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只 传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同， 通常含有若干个数据字符。
它们均由同步字符（信息长度是8的整数倍 ）、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Biblioteka Baidu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。同步通 信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。
信号干扰的影响也越来越明显。
➢SATA：
•从理论上说串行传输的工作频率可以无限提高，串行ATA就是通过提高工作频 率来提升接口传输速率的。因此串行ATA可以实现更高的传输速率，而并行ATA 在没有有效地解决信号串扰问题之前，则很难达到这样高的传输速率。 •其实现在的所谓的硬盘速度并不在传输方式上，而是在硬盘内部，两个不同接 口的7200转硬盘在垂直读写技术出现之前，差距微乎其微。但是现在看来串口 技术的硬盘已经开始拉开与并口的差距了 。 •硬盘缓冲区：硬盘存在寻道时间，对硬盘过于频繁的读写，造成寻道时间过长， 影响速率。
典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。
同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧的开 始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输 的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
应用
SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系 统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外 围设备以串行方式进行通信以交换信息。
典型的面向字符的同步规程如IBM的二进制同步规程BSC。
面向位的同步格式 ：
8位
8位
8位
≥0位
01111110 地址场 控制场
信息场
16位 校验场
8位 01111110
将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始和结束 标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起的混 乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的1就 插入一个附加的0；接收方则每检测到5个连续的1并且其后 有一个0时，就删除该0。
0.2 串行通信分类：异步通信
异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数 据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接 收设备的时钟尽可能一致。
接 收 设10100100 1 备
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
接 收 设10100100 1 备
0.2 串行通信分类：同步通信
同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使 双方达到完全同步。传输数据的位之间的距离均为“位间隔” 的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位同步关系， 也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可以通过两种 方法实现。
01101
计 数据
计
算
算
机
机
甲 时钟
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与 字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的 各位是以固定的时间传送的，即字符之间是异步的（字符 之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系），但同一字符 内的各位是同步的（各位之间的距离均为“位间隔”的整 数倍）。
•并行线路的信号干扰。由于传统并行ATA采用并行的总线传输数据，必须要求 各个线路上数据同步，如果数据不能同步，就会出现反复读取数据，导致性能 的下降，甚至导致读取数据不稳定。 •采用排线设计的数据线，由于并排的高速信号在传输时，会在每条电缆的周围 产生微弱的电磁场，进而影响到其他数据线中的数据传递，还会因为线缆的长 度和电压的变化而不断变化，随着总线频率的提升，磁场的强度也越来越大，
➢串行数据传输： •节省传输线，尤其是在远程通信时，成本低。（抗干扰强） •数据传送效率低。
串行通信适合于远距离传送，可以从几米到数千公里。并行通信适合于 短距离、高速率的数据传送，通常传输距离小于30米。 利用调制解调技术，使现成的公共电话网系统为串行数据通信提供方便、 实用的通信线路。
并行硬盘（PATA） & 串行硬盘（SATA）
异步通信
➢异步通信： 在异步通行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。 ➢字符帧格式
面向字符的同步格式 ：
SYN SYN SOH 标题 STX
数据块
ETB/ETX 块校验
传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集（如ASCII码） 中的字符所组成。
图中帧头为1个或2个同步字符SYN（ASCII码为16H）。 SOH为序始字符（ASCII码为01H），表示标题的开始，标 题中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始 字符（ASCII码为02H），表示传送的数据块开始。数据块 是传送的正文内容，由多个字符组成。数据块后面是组终字 符ETB（ASCII码为17H）或文终字符ETX（ASCII码为 03H）。然后是校验码。
第1针发出数据、第2针接收数据、第3针向硬盘供电、第4针为地线。
并行通信 & 串行通信 特点
➢并行数据传输： •各数据位同时传输，传输速度快、效率高，多用在实时、快 速的场合；（抗干扰能力差）（电容特性）（高频受限） （距离） •并行传输的数据宽度可以是1~128位，甚至更宽，但是有多 少数据位就需要多少根数据线，因此传输的成本较高。
0 通信概述
通信是指计算机与外界的信息传输
在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变 化实现的。(电话线、同轴电缆以及无线传输除外）
两种数据通信方式：并行通信和串行通信
0.1 并行通信 & 串行通信
并行通信：如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传 输。（超市收银台） 串行通信：使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输， 每一位数据占据一个固定的时间长度。
乙
时钟
计 数据 0 1 1 0 1
计
算
算
机 数据+时钟
机
甲
乙
外同步
自同步（异或非 ）
同步帧格式
同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只 传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同， 通常含有若干个数据字符。
它们均由同步字符（信息长度是8的整数倍 ）、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Biblioteka Baidu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。同步通 信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。
信号干扰的影响也越来越明显。
➢SATA：
•从理论上说串行传输的工作频率可以无限提高，串行ATA就是通过提高工作频 率来提升接口传输速率的。因此串行ATA可以实现更高的传输速率，而并行ATA 在没有有效地解决信号串扰问题之前，则很难达到这样高的传输速率。 •其实现在的所谓的硬盘速度并不在传输方式上，而是在硬盘内部，两个不同接 口的7200转硬盘在垂直读写技术出现之前，差距微乎其微。但是现在看来串口 技术的硬盘已经开始拉开与并口的差距了 。 •硬盘缓冲区：硬盘存在寻道时间，对硬盘过于频繁的读写，造成寻道时间过长， 影响速率。
典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程 HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。
同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧的开 始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输 的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。
应用
SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系 统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外 围设备以串行方式进行通信以交换信息。
典型的面向字符的同步规程如IBM的二进制同步规程BSC。
面向位的同步格式 ：
8位
8位
8位
≥0位
01111110 地址场 控制场
信息场
16位 校验场
8位 01111110
将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始和结束 标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起的混 乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的1就 插入一个附加的0；接收方则每检测到5个连续的1并且其后 有一个0时，就删除该0。
0.2 串行通信分类：异步通信
异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数 据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接 收设备的时钟尽可能一致。
接 收 设10100100 1 备
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
接 收 设10100100 1 备
0.2 串行通信分类：同步通信
同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使 双方达到完全同步。传输数据的位之间的距离均为“位间隔” 的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位同步关系， 也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可以通过两种 方法实现。
01101
计 数据
计
算
算
机
机
甲 时钟
0 10100100 1
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与 字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的 各位是以固定的时间传送的，即字符之间是异步的（字符 之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系），但同一字符 内的各位是同步的（各位之间的距离均为“位间隔”的整 数倍）。