秉火429笔记之十三 通信基本概念
目錄
1. 串口通訊與并口通訊
?2. 全雙工、半雙工及單工通訊
3. 同步通訊與異步通訊
4. 通信速率
1. 串口通訊與并口通訊
按數據傳送的方式,通訊可分為串行通訊與并行通訊,串行通訊是指設備之間通過少量數據信號線(一般是8根以下),地線以及控制信號線,按數據位形式一位一位地傳輸數據的通訊方式。而并行通訊一般是指使用8、16、32及64根或更多的數據線進行傳輸的通訊方式。顯而易見,因一次可傳輸多個數據位的數據 ,在數據傳輸速率相同的情況下,并行通訊傳輸的數據量要大得多,而串行通訊則可以節省數據線的硬件成本(特別是遠距離時)以及PCB的布線面積。
| 通訊距離 | 較遠 | 較近 |
| 抗干擾能力 | 較強 | 較弱 |
| 傳輸速率 | 較慢 | 較高 |
| 成本 | 較低 | 較高 |
由于并行傳輸對同步要求較高,且隨著通訊速率的提高,信號干擾的問題會顯著影響通訊性能,現在隨著技術的發展,越來越多的應用場合采用高速率的串行差分傳輸。
?2. 全雙工、半雙工及單工通訊
根據數據通訊的方向,通訊又分為全雙工、半雙工及單工通訊,它們主要以信道的方向來區分。
| 全雙工 | 在同一時刻,兩個設備之間可以同時收發數據,如電話 |
| 半雙工 | 兩個設備之間可以收發數據,但不能在同一時刻進行,如對講機 |
| 單工 | 在任何時刻都只能進行一個方向的通訊,即一個固定為發送設備,另一個固定為接收設備,如電視、廣播 |
3. 同步通訊與異步通訊
根據通訊的數據同步方式,又分為同步和異步兩種,可以根據通訊過程中是否有使用到時鐘信號進行簡單的區分。
同步通信方式,是把許多字符組成一個信息組,這樣,字符可以一個接一個地傳輸,但是,在每組信息(通常稱為信息幀)的開始要加上同步字符,在沒有信息要傳輸時,要填上空字符,因為同步傳輸不允許有間隙。同步方式下,發送方除了發送數據,還要傳輸同步時鐘信號,信息傳輸的雙方用同一個時鐘信號確定傳輸過程中每1位的位置。如SPI/IIC
在異步通訊中不使用時鐘信號進行數據同步,它們直接在數據信號中穿插一些同步用的信號位,或者把主體數據進行打包,以數據幀的格式傳輸數據。如UART
在異步通信方式中,兩個數據字符之間的傳輸間隔是任意的,所以,每個數據字符的前后都要用一些數位來作為分隔位。所以同步通訊的效率更高,但是同步通訊雙方的時鐘允許誤差較小,而異步通訊雙方的時鐘允許誤差較大。
4. 通信速率
衡量通訊性能的一個非常重要的參數就是通訊速率,通常以比特率(Bitrate)來表示,即每秒鐘傳輸的二進制位數,單位為比特每秒(bit/s)。容易與比特率混淆的概念是“波特率”(Baudrate),它表示每秒鐘傳輸了多少個碼元。而碼元是通訊信號調制的概念,通訊中常用時間間隔相同的符號來表示一個二進制數字,這樣的信號稱為碼元。如常見的通訊傳輸中,用0V表示數字0,5V表示數字1,那么一個碼元可以表示兩種狀態0和1,所以一個碼元等于一個二進制比特位,此時波特率的大小與比特率一致;如果在通訊傳輸中,有0V、2V、4V以及6V分別表示二進制數00、01、10、11,那么每個碼元可以表示四種狀態,即兩個二進制比特位,所以碼元數是二進制比特位數的一半,這個時候的波特率為比特率的一半。
【數據傳輸速率Rb】
??? 數據傳輸速率,又稱比特率,指每秒鐘實際傳輸的比特數,是信息傳輸速率(傳信率)的度量。單位為“比特每秒(bps)”。其計算公式為S=1/T。T為傳輸1比特數據所花的時間。
【波特率RB】
??? 波特率,又稱調制速率、傳符號率(符號又稱單位碼元),指單位時間內載波參數變化的次數,可以以波形每秒的振蕩數來衡量,是信號傳輸速率的度量。單位為“波特每秒(Bps)”, 不同的調制方法可以在一個碼元上負載多個比特信息,所以它與比特率是不同的概念。
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總結
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